Номер 2, страница 137, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

2. Объясните явление: при откачивании воздуха из-под колокола воздушного насоса, пробка, плотно закрывающая пузырек, находящийся под колоколом, вылетает из пузырька.

2. Данное явление объясняется разностью давлений воздуха внутри и снаружи пузырька.

Начальное состояние: Перед началом эксперимента воздух находится как внутри пузырька, так и снаружи под колоколом. Давление воздуха внутри пузырька ($P_{внутр}$) равно давлению воздуха снаружи ($P_{внешн}$), которое, в свою очередь, равно атмосферному. Силы, действующие на пробку изнутри и снаружи, скомпенсированы, и пробка удерживается в горлышке силой трения.

Процесс откачивания воздуха: С помощью воздушного насоса воздух из-под колокола удаляется. Это приводит к значительному уменьшению внешнего давления ($P_{внешн} \to 0$). Однако воздух, запертый внутри пузырька, не может выйти, и его давление ($P_{внутр}$) остается прежним, равным атмосферному.

Результат: Возникает большая разность давлений $ \Delta P = P_{внутр} - P_{внешн} $. Эта разность давлений создает направленную наружу силу $\text{F}$, действующую на пробку: $F = \Delta P \cdot S$, где $\text{S}$ — площадь поперечного сечения пробки. Когда эта выталкивающая сила превышает силу трения, удерживающую пробку, она с силой вылетает из пузырька.

Ответ: При откачивании воздуха из-под колокола давление снаружи пузырька падает, в то время как давление воздуха внутри остается высоким (атмосферным). Возникшая разность давлений создает силу, которая выталкивает пробку наружу.