Номер 3, страница 53, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 6. Атмосфера и атмосферное давление. Параграф 57. Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли. Вопросы и задания - номер 3, страница 53.

Условие.

3. Можно ли опыт Торричелли осуществить на борту орбитальной космической станции? Ответ обоснуйте.

Решение.

3. Опыт Торричелли осуществить на борту орбитальной космической станции в его классическом виде невозможно.

Обоснование заключается в следующем. Суть опыта Торричелли на Земле состоит в уравновешивании давления атмосферы столбом жидкости (ртути). Давление, создаваемое столбом жидкости, или гидростатическое давление, рассчитывается по формуле $P = \rho g h$, где $\rho$ – плотность жидкости, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $\text{h}$ – высота столба жидкости. Именно сила тяжести заставляет жидкость в трубке опускаться, создавая над ней безвоздушное пространство (торричеллиеву пустоту), до тех пор, пока давление столба жидкости не сравняется с внешним атмосферным давлением.

На борту орбитальной космической станции тела находятся в состоянии невесомости. Это означает, что ускорение свободного падения $\text{g}$ для тел внутри станции практически равно нулю ($g \approx 0$). Следовательно, и гидростатическое давление столба ртути также будет равно нулю, независимо от его высоты: $P = \rho \cdot 0 \cdot h = 0$.

Таким образом, если перевернуть заполненную ртутью трубку в сосуд с ртутью в условиях невесомости, ртуть не опустится вниз, так как на нее не действует вес. Трубка останется полностью заполненной ртутью. Поскольку основной принцип опыта – уравновешивание давления за счет веса столба жидкости – не работает в условиях невесомости, провести опыт и измерить атмосферное давление внутри станции этим способом нельзя.

Ответ: Нет, опыт Торричелли осуществить на борту орбитальной космической станции нельзя. Это связано с тем, что опыт основан на уравновешивании атмосферного давления весом столба жидкости, а в условиях невесомости вес жидкости практически равен нулю.