Pho.rs: [Forked from 4318] Другой уровень

Условие

English

Тонкая трубка площадью поперечного сечения $S$ изогнута в виде перевёрнутой буквы П (см. рисунок). В горизонтальной части трубки находится невесомый поршень, который связан с левой стенкой пружиной. В вертикальных концах трубки в равновесии находятся две жидкости: в левой — жидкость плотностью $\rho_1$, а в правой — жидкость плотностью $\rho_2 <\rho_1$. При этом разность уровней верхних границ жидкостей в вертикальных коленах составляет $\Delta h$, а пружина находится в недеформированном состоянии. Коэффициент жёсткости $k$ пружины подобран таким образом, чтобы при добавлении в левое колено жидкости плотностью $\rho_1$ разность уровней $\Delta h$ всё время оставалась постоянной.

A1 Чему равен коэффициент жёсткости $k$?

В левую часть трубки добавляют объём $\Delta V$ жидкости плотностью $\rho_2$, при этом верхние границы жидкостей в вертикальных частях оказываются на одном уровне.

A2 Определите, какой объём $\Delta V$ добавили в левое колено?

Поршень скользит без трения. Жидкость между поршнем и стенками сосуда не подтекает и не выливается из сосуда. Объёмом пружины можно пренебречь, жидкости не смешиваются и не перетекают в другое вертикальное колено. Ускорение свободного падения равно $g$.