Номер 4, страница 51 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

V. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Смотрим и думаем - номер 4, страница 51.

Условие.

4. Рассмотрите рисунки. Трубку с резиновым дном, в которую налита вода, опускают в сосуд с водой. Определите, какой из рисунков правильный. Обоснуйте свой ответ.

Решение.

Решение

Форма резинового дна трубки зависит от соотношения гидростатического давления воды внутри трубки и давления воды снаружи (в сосуде) на той же глубине. Гидростатическое давление столба жидкости определяется по формуле:

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

где $\rho$ — плотность жидкости (в данном случае воды), $\text{g}$ — ускорение свободного падения, $\text{h}$ — высота столба жидкости.

Поскольку жидкость и внутри, и снаружи — вода ($\rho$ одинаково), а $\text{g}$ — константа, то давление зависит только от высоты столба жидкости $\text{h}$.

• На первом рисунке (слева) уровень воды в трубке ниже, чем в сосуде. Это означает, что давление снаружи на дно больше, чем давление изнутри. Следовательно, дно должно прогибаться внутрь трубки под действием большего внешнего давления. На рисунке оно выгнуто наружу, что неверно.

• На втором рисунке (в центре) уровни воды в трубке и в сосуде совпадают. Это означает, что высоты столбов жидкости, давящих на дно изнутри и снаружи, равны. Следовательно, давления с обеих сторон уравновешены. В этом случае резиновое дно не будет деформироваться и останется плоским, что и изображено на рисунке.

• На третьем рисунке (справа) уровень воды в трубке выше, чем в сосуде. Это означает, что давление изнутри на дно больше, чем давление снаружи. Следовательно, дно должно выгибаться наружу под действием большего внутреннего давления. На рисунке оно вгнуто внутрь, что неверно.

Таким образом, правильным является только второй рисунок.

Ответ: Правильным является второй рисунок (в центре), так как при одинаковых уровнях воды в трубке и сосуде гидростатическое давление на резиновое дно изнутри и снаружи одинаково, поэтому оно остается плоским.