Решение

Республиканская олимпиада 2011 9 класс № Э1
1.1

1.1 В сообщающихся высоты уровней жидкости в обоих коленах в состоянии равновесия равны, поэтому должно выполняться условие

Из этого условия следует, что

1.2

1.2 В таблице 1 приведены результаты измерений длин столбиков воды в обеих трубках (проведены две серии измерений и объединены). График полученной зависимости показан на рисунке.

Таблица 1.

, мм , мм
14 18
46 45
72 68
89 82
120 109
148 133
194 175
45 44
64 60
85 78
119 107
151 135
168 150
190 169
Коэффициент наклона прямой, рассчитанный по методу наименьших квадратов1, оказался равным
В соответствии с формулой (1) он равен отношению коэффициентов . Это значение будет использовано в дальнейших расчетах.

1 Для учащихся 9 классов использование МНК не обязательно, вполне достаточно провести графическую обработку результатов.

1.4

1.4 В состоянии равновесия суммарные давления жидкостей на нижнем уровне трубок будут равны, что выражается уравнением

здесь - длина столбика масла.
Это уравнение легко преобразуется к виду, указанному в условии, если обе его части разделить на :


Теперь, если построить зависимость величины

от высоты столбика масла , то эта зависимость должна быть линейна, причем коэффициент наклона прямой равен отношению плотностей масла и воды.

1.5

1.5 Результаты проведенных измерений показаны в Таблице 2. График зависимости показан на рисунке.

Таблица 2.

, мм , мм , мм , мм
77 69 0 -2,40
100 44 52 42,50
115 27 83 72,48
135 6 126 110,78
150 -14 164 143,75
167 -32 194 176,46

Коэффициент наклона данного графика (рассчитанный по МНК) равен

Следовательно, плотность масла равна
кгм

{width=10%}

Примечания

  1. 1. Для учащихся 9 классов использование МНК не обязательно, вполне достаточно провестри графическую обработку результатов.