Номер 410, страница 58 - гдз по физике 10-11 класс задачник Рымкевич

19. Мощность. КПД. Движение жидкостей и газов. Глава III. Законы сохранения. Механика - номер 410, страница 58.

Условие.

410. Можно ли выдуть из воронки, дуя с узкого конца, вложенный в неё бумажный фильтр (рис. 53)?

Рис. 53

Решение 1.

Решение 2.

Решение 3.

Решение 4.

Решение

Когда мы дуем в узкий конец воронки, мы создаем быстрый поток воздуха. Этот поток проходит в зазоре между бумажным фильтром и внутренними стенками воронки. Согласно закону Бернулли, в тех областях потока, где скорость движения жидкости или газа выше, давление ниже, и наоборот.

Скорость воздуха, обтекающего бумажный фильтр изнутри, велика. Следовательно, давление этого воздуха ($p_{1}$) на внутреннюю поверхность фильтра становится значительно ниже, чем давление неподвижного воздуха снаружи ($p_{2}$), которое равно атмосферному давлению.

Возникает разность давлений $\Delta p = p_{2} - p_{1}$. Эта разность давлений создает силу, направленную из области более высокого давления (снаружи) в область более низкого давления (между фильтром и воронкой). Эта сила прижимает бумажный фильтр к стенкам воронки.

Таким образом, попытка выдуть фильтр приводит к обратному эффекту: он еще сильнее прижимается к воронке. Чем сильнее дуть, тем больше разность давлений и тем сильнее сила прижатия.

Ответ: Нет, выдуть бумажный фильтр из воронки, дуя с узкого конца, нельзя. Из-за быстрого потока воздуха между фильтром и стенкой воронки создается область пониженного давления, и внешнее атмосферное давление прижимает фильтр к воронке.