В сосуде, образованном двумя закреплёнными вертикальными трубами, площади сечений которых равны S1 = 20 см и S2 - 50 см 1, находятся два массивных поршня. Поршни соединены жёстким вертикальным стержнем. Пространство между поршнями заполнено водой. Система покоится. Нижний поршень находится на расстоянии һ = 0,5 м от стыка
труб. Найдем давление воды на нижний поршень.
Используем закон Архимеда, который гласит, что давление, действующее на погруженное тело, равно весу выталкиваемой им жидкости.
Пусть h1 и h2 - высоты уровней воды над нижним и верхним поршнями соответственно. Тогда давление на нижний поршень можно выразить следующим образом:
P1 = Pатм + ρgh1
где Pатм - атмосферное давление, ρ - плотность воды, g - ускорение свободного падения.
Давление на верхний поршень:
P2 = Pатм + ρgh2
Так как система находится в равновесии:
P1S1 = P2S2
PатмS1 + ρgh1S1 = PатmS2 + ρgh2S2
После подстановки значений площадей сечения и расстояния между поршнями, можем найти давление на нижний поршень:
P1 = Pатм + ρgh1 = Pатm + ρgh - ρgh2 * S2/S1
Подставив числовые значения, можно рассчитать давление на нижний поршень.