Номер 3, страница 51 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

V. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Смотрим и думаем - номер 3, страница 51.

Условие.

3. Рассмотрите рисунки. В две одинаковые трубки с резиновым дном налили разное количество воды. Определите, какой из рисунков правильный. Обоснуйте свой ответ.

Решение.

Решение

Давление, которое жидкость оказывает на дно и стенки сосуда, называется гидростатическим давлением. Оно зависит от высоты столба жидкости и её плотности. Гидростатическое давление рассчитывается по формуле:

$p = \rho \cdot g \cdot h$

где:

$\text{p}$ – гидростатическое давление,

$\rho$ – плотность жидкости (в данном случае воды),

$\text{g}$ – ускорение свободного падения,

$\text{h}$ – высота столба жидкости.

Из формулы видно, что давление прямо пропорционально высоте столба жидкости: чем выше столб воды в трубке, тем большее давление она оказывает на дно. В задаче используются две одинаковые трубки с одинаковой жидкостью (водой), поэтому плотность $\rho$ и ускорение $\text{g}$ являются постоянными величинами. Следовательно, давление на резиновое дно зависит только от высоты налитой воды $\text{h}$.

Резиновое дно прогибается под действием силы давления воды. Чем больше давление, тем больше сила давления и, соответственно, тем сильнее прогнётся резиновое дно. Таким образом, в трубке, где воды налито больше (выше уровень), дно должно прогнуться сильнее. В трубке, где воды меньше (ниже уровень), дно прогнётся слабее.

Рассмотрим предложенные рисунки:

• На первом рисунке (слева) показано, что в трубке с большим количеством воды дно прогнулось меньше, чем в трубке с меньшим количеством воды. Это неверно.
• На втором рисунке (в центре) показано, что в трубке с большим количеством воды дно не прогнулось совсем, а в трубке с меньшим количеством воды – прогнулось. Это нелогично и неверно.
• На третьем рисунке (справа) показано, что в трубке с большим столбом воды резиновое дно прогнулось сильнее, а в трубке с меньшим столбом воды – слабее. Это полностью соответствует законам физики.

Ответ: Правильным является третий рисунок (справа), так как давление жидкости на дно сосуда прямо пропорционально высоте столба жидкости. Чем больше воды налито в трубку, тем выше её уровень и тем больше давление на дно, что приводит к его большему прогибу.