(Сифон Герона). Древнегреческий механик Герон Александрийский считается одним из первых инженеров. Он изобрел: автомат для продажи воды, прообраз парового двигателя, одометр (прибор для измерения скорости вращения колеса) и другие устройства (первый век нашей эры!). Одно из изобретений Герона - сифон – изогнутая трубка, позволяющая жидкости перетекать из одного сосуда в другой. На рисунке показан двойной сифон Герона. В дне стакана сделано отверстие, в которое плотно вставлена открытая с двух концов трубка. На трубку надевается вторая трубка диаметром чуть больше первой и закрытая сверху. Контакт между второй трубкой и дном стакана неплотный, так, что при наливании жидкости в стакан она подтекает под край. В стакан до краев быстро наливают воду так, что вода за время наливания в сосуд не успевает вылиться через трубку. Что будет происходить потом? Ответ обоснуйте.
Основная идея работы сифона заключается в следующем. Пусть имеется изогнутая трубка с коленами разной длины, одно из которых (короткое) помещено в сосуд с водой, второе находится вне сосуда. И пусть мы каким-то образом заполнили трубку водой без разрывов (см. рисунок). Что будет дальше? Очевидно,
атмосферное давление не даст разорваться воде в трубке (другими словами, образоваться в ней пустому пространству). Это значит, что вода в трубке будет вести себя как единое целое. А поскольку вода в длинном колене трубки тяжелее воды в коротком, вода в трубке начнет двигаться в направлении длинного колена. А значит, вода в сосуде будет «засасываться» в трубку (точнее, атмосферное давление, действующее на свободную поверхность воды в сосуде, будет «заталкивать») воду в трубку) и вытекать через длинное колено трубки. Очевидно, этот процесс закончится тогда, когда вся вода вытечет из сосуда (или, точнее, когда уровень воды в сосуде опустится ниже конца трубки).
Похожий процесс протекает и в двойном сифоне Герона, о котором говорится в условии задачи. Когда мы наливаем в сосуд воду, она, подтекая под край внешней трубки, заполняет ее. После того как вода доходит до верхнего края внутренней трубки, она начинает вытекать через нее. И если в сосуд в этот момент продолжают наливать воду, эта вода полностью заполняет трубку — и мы получаем сифон, длинной трубкой которого является внутренняя трубка, короткой — пространство между трубками в сосуде. А это значит, что ВСЯ вода вытечет через трубку из сосуда.
Ответ: вся вода вытечет из сосуда.