Một ống thủy tinh hở hai đầu dựng vuông góc với một mặt thoáng của nước trong bình. ống có chiều dài l = 30 cm, người ta rót dầu vào ống. a) Phần ống nhô lên khỏi mặt thoáng của nước trong bình là bao nhiêu để ống hoàn toàn chứa dầu? b) Nếu ống đang ở trạng thái như câu a, người ta kéo ống lên theo phương thẳng đứng 1 đoạn là h= 4 cm và ống thủy tinh có S= 2cm3 Hãy xác định khối lượng dầu đã chảy vào trong nước. Cho trọng lượng riêng của nước và dầu lần lượt là: d1 = 10000N/m3 và d2= 8000N/m3.

Đáp án:

a) \(6cm\)

b) \(0,08kg\)

Giải thích các bước giải:

a) Áp suất tại đáy ống là:

\({p_1} = {d_2}l = 8000.0,3 = 2400Pa\)

Chiều cao cột nước bên ngoài là:

\({h_1} = \dfrac{{{p_1}}}{{{d_1}}} = \dfrac{{2400}}{{10000}} = 0,24m = 24cm\)

Phần ống nhô lên là:

\(l' = l - {h_1} = 30 - 24 = 6cm\)

b) Áp suất tại đáy ống là:

\({p_2} = {d_1}\left( {{h_1} - x} \right) = 10000\left( {0,24 - 0,04} \right) = 2000Pa\)

Chiều cao cột dầu là:

\({h_2} = \dfrac{{{p_2}}}{{{d_2}}} = \dfrac{{2000}}{{8000}} = 0,25m = 25cm\)

Chiều cao cột dầu chảy vào nước là:

\({h_3} = l - {h_2} = 30 - 25 = 5cm = 0,05m\)

Khối lượng dầu chảy vào nước là:

\(m = {D_2}S{h_3} = {8000.2.10^{ - 4}}.0,05 = 0,08kg\)