Номер 4, страница 60 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

VI. Атмосфера и атмосферное давление. Выполняем тест - номер 4, страница 60.

Условие.

4. Ртутный барометр, сохраняя вертикальное положение, падает с большой высоты. При падении:

1) барометр будет показывать атмосферное давление

2) барометр будет показывать давление, меньшее атмосферного

3) барометр будет показывать давление, превышающее атмосферное

4) трубка барометра будет целиком заполнена ртутью

Решение.

Решение

Принцип действия ртутного барометра основан на уравновешивании давления столба ртути и внешнего атмосферного давления. Когда барометр находится в покое, атмосферное давление $P_{атм}$ равно гидростатическому давлению столба ртути высотой $\text{h}$:

$P_{атм} = \rho g h$

где $\rho$ — плотность ртути, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения. Высота столба ртути $\text{h}$ является мерой атмосферного давления. Над столбом ртути в запаянной трубке находится разреженное пространство (торричеллиева пустота).

Когда барометр свободно падает, он, как и содержащаяся в нем ртуть, находится в состоянии невесомости. Это означает, что в системе отсчета, связанной с падающим барометром, вес столба ртути равен нулю. Следовательно, столб ртути перестает оказывать гидростатическое давление ($P_{рт} = \rho \cdot 0 \cdot h = 0$).

Однако внешнее атмосферное давление по-прежнему действует на открытую поверхность ртути в чаше. Поскольку это давление больше ничем не уравновешивается изнутри трубки, оно будет вытеснять ртуть из чаши вверх по трубке, пока ртуть не заполнит весь ее объем, включая торричеллиеву пустоту.

Таким образом, при падении барометра его трубка будет целиком заполнена ртутью. Прибор в этом состоянии перестает функционировать как измеритель давления, и его "показания" (высота столба) не несут информации об атмосферном давлении.

Следовательно, верным является утверждение под номером 4.

Ответ: 4.