Решение: Модернизация системы поилок
Статья к заданиюАвтоматическая система поилок
Автоматическая система поилок для коров может работать на основе клапанов и поплавков (см. рисунок). Главный резервуар (1) собирает воду.
Её объём контролируется при помощи поплавка (2). Из бака выводятся трубки, по которым жидкость попадает в саму систему поения (3). Когда животные пьют жидкость, понижение её уровня в резервуаре меняет положение поплавка. В результате с помощью клапана (4) открывается доступ свежей порции воды из бака водопровода (5). Стоит уровню вернуться к нормальному значению, всплывающий поплавок отключает подкачку.
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
Используя описание автоматической системы поилок из общего материала, объясните, что произойдёт с системой, если главный резервуар поднять выше поилок.
Решение по шагам
3 шагаДавление жидкости зависит от высоты столба жидкости над рассматриваемой точкой.
$$p = \rho gh$$Если главный резервуар поднять выше поилок, разность высот между уровнем воды в резервуаре и поилками увеличится. Поэтому гидростатическое давление воды в трубках возрастёт.
Вода начнёт поступать к поилкам с большей силой. Уровень воды в поилках будет восстанавливаться быстрее и может подняться выше установленного значения; при неисправности или недостаточной настройке клапана возможен перелив.
При поднятии главного резервуара увеличится гидростатическое давление воды в трубках, поэтому вода будет поступать к поилкам сильнее. Уровень воды в поилках может подняться выше нормы и при недостаточной регулировке привести к переливу.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Утверждать, что давление уменьшится при увеличении высоты резервуара.
Считать, что изменение положения резервуара не повлияет на подачу воды.
Не связывать изменение давления с возможным повышением уровня воды в поилках.