Kezdőlap


Feladat:	1413. fizika feladat	Korcsoport: 16-17	Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):	Fehér Piroska , Győri József , Hlavathy Zoltán , Janka Sándor , Kaufmann Zoltán , Tomsics László
Füzet:	1977/november, 174. oldal		PDF \| MathML
Témakör(ök):	Egyéb hidrosztatikai nyomás, Légköri nyomás, Tömegpont egyensúlya, Rugalmas erő, Feladat
Hivatkozás(ok):	Feladatok: 1977/február: 1413. fizika feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Az ábra szerinti összeállításban az üvegcső külső sugara $R$ , belső sugara $r$ , $h$ a bemerülési mélység, $G$ az üvegcső súlya, $γ_{Hg}$ a higany fajsúlya.

A ,,Torricelli-űrben'' levő higanygőzök nyomása elhanyagolható, így a keresett erő meghatározásához az üvegcső súlyát, a cső fedőlapján a

p_{0}

légköri nyomásból származó nyomóerőt, és az üvegcső alsó szélére ható nyomásból származó erőt kell figyelembe vennünk. A fedőlapra ható nyomásból származó erő:

R^{2} π \cdot p_{0}

. Az üvegcső alsó szélénél ható erő, amely a higany hidrosztatikai nyomásából és a légnyomástól származik:

\begin{matrix} (R^{2} - r^{2}) π (p_{0} + h γ_{Hg}) . \end{matrix}

Így az üvegcsövet

\begin{matrix} F = G + R^{2} π p_{0} - (R^{2} - r^{2}) π (p_{0} + h γ_{Hg}) = G + r^{2} π p_{0} - (R^{2} - r^{2}) π h γ_{Hg} \end{matrix}

nagyságú erővel kell tartanunk. A második tag a cső belső keresztmetszetét kitöltő kb.

76 cm

magas higanyoszlop súlya, a harmadik tag pedig a higanyba merült részre ható felhajtóerőnek is felfogható. Ennek alapján eredményünket szavakban a következőképpen fogalmazhatjuk: az üvegcső megtartásához szükséges erőt úgy kaphatjuk meg, hogy az üvegcső és a higanyoszlop súlyának összegéből kivonjuk a higanyba merülő csődarabra ható felhajtóerőt.

Kaufmann Zoltán (Vác, Sztáron S. Gimn., II. o. t.) dolgozata alapján