Номер 18, страница 26, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава IV. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Плавание тел. Параграф 18. Зависимость давления в жидкости и газе от глубины или высоты. Сообщающиеся сосуды - номер 18, страница 26.

Условие.

18. Объясните принцип работы самодельного фонтанчика, изображённого на рисунке 18.10.

Рис. 18.10

Решение.

Решение

Принцип работы самодельного фонтанчика, изображённого на рисунке, основан на законе сообщающихся сосудов и свойстве гидростатического давления.

Устройство представляет собой систему сообщающихся сосудов: широкая воронка, закреплённая на штативе, и U-образная трубка, соединённые вместе. Вся система заполнена водой.

Ключевым фактором для работы фонтанчика является разность уровней воды в сосудах. Уровень воды в воронке (левое колено) находится значительно выше, чем открытый конец трубки (правое колено), из которого бьёт фонтан.

Согласно закону гидростатики, давление, создаваемое столбом жидкости, прямо пропорционально его высоте. Давление на любом уровне внутри жидкости зависит от высоты столба жидкости над этим уровнем. Формула для гидростатического давления: $p = \rho g h$, где $\rho$ – плотность жидкости, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $\text{h}$ – высота столба жидкости.

Из-за того, что уровень воды в воронке ($h_1$) выше, чем уровень выходного отверстия трубки ($h_2$), давление на дне U-образной трубки со стороны воронки больше, чем со стороны выходного отверстия. Эта разница давлений $\Delta p = \rho g (h_1 - h_2)$ создаёт силу, которая выталкивает воду из трубки вверх, образуя фонтан.

Таким образом, вода перетекает из области с более высоким давлением (под воронкой) в область с более низким давлением (к выходному отверстию), и фонтанчик будет работать до тех пор, пока уровень воды в воронке будет выше выходного отверстия трубки и пока в воронке есть вода.

Ответ: Работа фонтанчика основана на законе сообщающихся сосудов. Так как уровень воды в воронке выше, чем в выходном отверстии трубки, создаётся разность гидростатических давлений. Эта разность давлений выталкивает воду из трубки, создавая фонтан.