Дано ρ1=1000 кг/м³ (плотность воды) ρ2=800 кг/м³ (плотность спирта) ρ3=13600 кг/м³ (плотность ртути) h1=0.8 м (высота воды) h2=0.15 м (высота спирта)
h3-? (высота (разность уровней) ртути)
Решение Очевидно, что вода давит сильнее, чем спирт. Поэтому в колене, где находится вода, уровень ртути будет ниже, чем в колене, где спирт. Мысленно (вы можете на рисунке) проведем через точку соприкосновения воды с ртутью горизонтальную линию. Эта линия пересечет другое колено , и давления на этих уровнях и в первом и во втором коленах будут одинаковыми: р1=р2 В первом колене давит только вода, во втором колене давит ртуть и спирт: ρ1gh1=ρ2gh2+ρ3gh3 <---> ρ1h1=ρ2h2+ρ3h3 , отсюда h3: h3=(ρ1h1-ρ2h2)/ρ3=(1000*0.8-800*0.15)/13600=0.05 м=5 см
Решение Потенциальная энергия на высоте 5м равна: Е(п)₂=mgh₂=0.4*10*5=20 Дж (1) Для нахождения кинетической энергии воспользуемся законом сохранения энергии: Е(полн)₁=Е(полн)₂ (2) В начальный момент времени полная механическая энергия равна E(полн)₁=Е(к)₁+Е(п)₁=Е(п)₁=mgh₁ (3) В момент времени, когда тела находилось на высоте 5 м, полная механическая энергия равна: Е(полн)₂=Е(к)₂+Е(п)₂ (4) Подставим (1) и (3) в (4): mgh₁=mgh₂+E(k)₂, отсюда: Е(к)₂=mgh₁-mgh₂=mg(h₁-h₂)=0.4*10*(20-5)=60 Дж
E = mgH.
m = m+m' = 80+20 = 100 кг.
Е = 100*9,8*1100 = 1078 кДж.
ответ: Е = 1078 кДж.