Номер 5, страница 56 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

5. По какой причине во время бурь, когда скорость ветра достигает значительной величины, иногда срывает крыши с построек?

5. Это явление объясняется законом Бернулли, который устанавливает зависимость между давлением и скоростью движения жидкости или газа. Согласно этому закону, в тех областях потока, где скорость выше, давление ниже, и наоборот. Математически для горизонтального потока идеальной жидкости или газа это выражается уравнением:

$p + \frac{\rho v^2}{2} = \text{const}$

где $p$ — статическое давление в потоке, $\rho$ — плотность среды (в данном случае воздуха), а $v$ — скорость потока.

Во время сильной бури над крышей дома дует ветер с очень высокой скоростью ($v_{1}$). В то же время воздух внутри дома или на чердаке под крышей остается практически неподвижным ($v_{2} \approx 0$).

В соответствии с законом Бернулли, над крышей, где скорость воздуха $v_{1}$ велика, создается область пониженного давления $p_{1}$. Под крышей, где воздух почти не движется, давление $p_{2}$ остается близким к нормальному атмосферному давлению. Таким образом, давление под крышей оказывается значительно больше, чем давление над ней ($p_{2} > p_{1}$).

Эта разница давлений $\Delta p = p_{2} - p_{1}$ создает направленную вверх выталкивающую (подъемную) силу $F$, которая действует на всю площадь крыши $S$:

$F = \Delta p \cdot S$

Если скорость ветра достаточно велика, эта подъемная сила может оказаться больше, чем вес самой крыши и прочность её креплений. В результате крышу отрывает от здания и уносит ветром.

Ответ: Крыши с построек срывает из-за возникновения подъемной силы, которая появляется вследствие разности давлений. Согласно закону Бернулли, сильный ветер над крышей создает зону пониженного давления, в то время как под крышей давление остается высоким (атмосферным). Эта разность давлений и создает силу, которая отрывает крышу вверх.