Ученик, выполняя в классе лабораторную работу по исследованию равновесия несмешивающихся жидкостей разной плотности, налил в широкую открытую U-образную трубку с вертикальными прямыми коленами керосин и воду (см. рис.). На рисунке $b=15$ см, $H=35$ см, $\rho_1$ и $\rho_2$ — плотности жидкостей. Определите расстояние $h$, которое забыл измерить ученик.
Возможное решение.
1. Так как плотность керосина меньше плотности воды, то в правом колене сосуда находится столб воды. Плотность керосина — $\rho_1$; плотность воды — $\rho_2$.
2. Запишем условие равновесия двух жидкостей в сообщающихся сосудах относительно границы раздела жидкостей (равенство давлений):
$\rho_1g(H-b)=\rho_2g(h-b)$.
Отсюда найдём $h$:
$h=\dfrac{\rho_1(H-b)}{\rho_2}+b=\dfrac{800\cdot(0{,}35-0{,}15)}{1000}+0{,}15=0{,}31$ м.
Ответ: $h=0{,}31$ м.
