Номер 3, страница 477 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Физика, 10 класс Учебник, авторы: Мякишев Генадий Яковлевич, Синяков Арон Залманович, издательство Просвещение, Москва, 2021, белого цвета

Авторы: Мякишев Г. Я., Синяков А. З.

Тип: Учебник

Издательство: Просвещение

Год издания: 2021 - 2025

Уровень обучения: углублённый

Цвет обложки: белый колесо обозрения, статор и ротор изображены

ISBN: 978-5-09-087885-2

Популярные ГДЗ в 10 классе

Параграф 9.12. Применение уравнения Бернулли. Глава 9. Механика деформируемых тел. Движение твёрдых и деформируемых тел - номер 3, страница 477.

№3 (с. 477)
Условие. №3 (с. 477)
скриншот условия
Физика, 10 класс Учебник, авторы: Мякишев Генадий Яковлевич, Синяков Арон Залманович, издательство Просвещение, Москва, 2021, белого цвета, страница 477, номер 3, Условие

3. Направьте струю воздуха из пылесоса вверх. Поместите в струю шарик от пинг-понга. Объясните его устойчивое положение в струе.

Решение. №3 (с. 477)

Устойчивое положение шарика в струе воздуха объясняется совместным действием нескольких физических явлений, обеспечивающих его равновесие как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении.

Вертикальная устойчивость

На шарик действуют две основные силы по вертикали:
1. Сила тяжести, направленная вниз: $F_g = mg$, где $m$ – масса шарика, $g$ – ускорение свободного падения.
2. Сила аэродинамического сопротивления (или лобового сопротивления) со стороны воздушного потока, направленная вверх. Эта сила зависит от скорости потока воздуха.
Шарик занимает такое положение по высоте, где сила аэродинамического сопротивления уравновешивает силу тяжести ($F_a = F_g$). Если шарик опускается ниже, он попадает в более узкую и быструю часть струи, сила сопротивления возрастает и выталкивает его вверх. Если шарик поднимается выше, скорость потока уменьшается, сила сопротивления ослабевает, и сила тяжести возвращает его вниз. Таким образом, шарик находит устойчивое положение по вертикали.

Горизонтальная устойчивость

Горизонтальная устойчивость объясняется законом Бернулли. Этот закон гласит, что в потоке жидкости или газа давление меньше там, где скорость потока больше. Уравнение Бернулли для горизонтального течения можно записать как: $p + \frac{\rho v^2}{2} = \text{const}$, где $p$ – статическое давление, $\rho$ – плотность воздуха, $v$ – скорость потока.
В центре воздушной струи скорость воздуха максимальна, а по мере удаления от центра к краям она уменьшается. Следовательно, давление в центре струи минимально, а на ее краях – выше. За пределами струи находится неподвижный воздух, давление которого еще выше (атмосферное).
Когда шарик находится в центре струи, он со всех сторон обтекается потоком с симметричным распределением скоростей и давлений. Если шарик смещается из центра в сторону, то одна его сторона оказывается в области с более высокой скоростью потока (низкое давление), а другая – в области с более низкой скоростью (высокое давление). Возникающая разность давлений создает силу, направленную от области высокого давления к области низкого, то есть возвращающую шарик обратно в центр струи. Именно эта "центрирующая" сила и не дает шарику выпасть из потока вбок.

Ответ: Устойчивое положение шарика в струе воздуха обеспечивается балансом силы тяжести и силы аэродинамического сопротивления, что стабилизирует его по высоте, и действием закона Бернулли, который создает возвращающую силу при смещении шарика от центра потока, обеспечивая его горизонтальную устойчивость.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться

Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 3 расположенного на странице 477 к учебнику 2021 года издания для учащихся школ и гимназий.

Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №3 (с. 477), авторов: Мякишев (Генадий Яковлевич), Синяков (Арон Залманович), углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.