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求老师解答:在竖直放置的U形管内

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/14 13:16:35
求老师解答:在竖直放置的U形管内
在竖直放置的U形管内由密度为p的两部分液体封闭着两段空气柱A和B,大气压强为P 0 ,各部分尺寸如图 所示,求A 、B 气体的压强.
本题中液体和气体都处于平衡状态
气体的压强对液体会有力的作用
可以分别运用平衡法和等压面法来求气体的压强    
方法一:平衡法    
(1)求p A
设管截面积为S,取液柱h 1 为研究对象
大气压力和液柱重力向下,A气体压力向上
由液柱h 1 的平衡条件得P 0 S +ρgh 1 S =p A
所以p A =p 0 +ρgh 1     
(2)求p B
取液体h 2 为研究对象
由于h 2 以下液体的对称性,下端液体自重产生的压强可不考虑
A气体压强由液体传递后对h 2 的压力向上,B气体压力、液柱h 2 重力向下,液柱平衡
则p B S +ρgh 2 S =p A S
所以p B =p A -ρgh 2 =P 0 +ρgh 1 -ρgh    
方法二:等压面法    
求p B
从A气体下端作等压面,则有p B +ρgh 2 = p A =p ρ +ρgh 1
所以p B =p 0 +ρg(h 1 -h 2 )