Номер 2, страница 204, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механика. Глава III. Законы сохранения в механике. Параграф 21. Движение жидкостей и газов - номер 2, страница 204.

Условие.

°2. Объясните, почему при сильном ветре выворачивается наружу раскрытый зонт, который человек держит над головой.

Решение 2.

Решение

Это явление объясняется с помощью закона Бернулли, который устанавливает связь между скоростью потока жидкости или газа и давлением внутри этого потока. Закон гласит, что с увеличением скорости потока давление в нем уменьшается, и наоборот.

Раскрытый зонт имеет выпуклую форму сверху. Когда ветер обтекает зонт, воздуху, движущемуся над его куполом, приходится проходить больший путь, чем воздуху, проходящему под ним. Чтобы преодолеть этот путь за то же время, скорость воздуха над зонтом ($v_{сверху}$) становится выше, чем скорость воздуха под зонтом ($v_{снизу}$).

Согласно закону Бернулли, раз скорость воздуха над зонтом выше, то давление там ($p_{сверху}$) оказывается ниже, чем давление под зонтом ($p_{снизу}$), где скорость воздуха меньше. Возникает разность давлений: $p_{снизу} > p_{сверху}$.

Эта разность давлений создает направленную вверх выталкивающую (подъемную) силу, действующую на поверхность зонта. При достаточно сильном ветре эта сила становится значительной и, преодолевая прочность спиц и усилие человека, выворачивает зонт наружу. Этот же принцип используется для создания подъемной силы крыла самолета.

Ответ: При сильном ветре скорость движения воздуха над выпуклой поверхностью зонта больше, чем под ним. В соответствии с законом Бернулли, это создает разность давлений: давление воздуха под зонтом становится значительно выше, чем над ним. В результате возникает мощная подъемная сила, которая и выворачивает зонт наружу.