Вопрос:

На полу лифта расположены два одинаковых металлических бака, доверху наполненные водой (см. рисунок). Из приведённого списка выберите все верные утверждения: 1) Первый бак действует на пол лифта с силой, в 2 раза большей, чем второй. 2) Первый бак оказывает на пол лифта в 2 раза меньшее давление, чем второй. 3) Давление воды на дно первого бака в 2 раза больше, чем на дно второго. 4) Силы давления воды на дно первого и второго баков одинаковы. 5) Если лифт начнёт движение вверх с ускорением 1 м/с², давление на дно баков уменьшится на 10 %.

Ответ:

Объёмы баков одинаковы: для первого бака \(V_1=2a\cdot a\cdot a=2a^3\), для второго \(V_2=a\cdot a\cdot 2a=2a^3\). Поэтому массы воды и силы тяжести баков одинаковы.

Площади дна: \(S_1=2a^2\), \(S_2=a^2\). Давление жидкости на дно определяется глубиной: \(p=\rho gh\). Так как высоты столбов воды равны \(a\) и \(2a\), то \(p_1=\rho ga\), \(p_2=2\rho ga\), следовательно, \(p_1\) в 2 раза меньше \(p_2\).

Сила давления воды на дно: \(F=pS\). Поэтому \(F_1=\rho ga\cdot2a^2=2\rho ga^3\), \(F_2=2\rho ga\cdot a^2=2\rho ga^3\); силы одинаковы.

При движении лифта вверх с ускорением \(a_л=1\,\text{м/с}^2\) эффективное ускорение равно \(g+a_л\), поэтому давление увеличится, а не уменьшится: \(p'=p\frac{g+a_л}{g}\). При \(g\approx10\,\text{м/с}^2\) оно увеличится на 10 %.

Ответ: 2, 4.