Номер 2, страница 20, 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 2, страница 20.

Условие.

2. Чему равно гидростатическое давление в воде на глубине 10 м? Чему равно давление на этой глубине с учётом давления воздуха над поверхностью воды?

Решение.

Дано:

Глубина: $h = 10 \text{ м}$

Плотность пресной воды (справочное значение): $\rho \approx 1000 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$

Ускорение свободного падения (округленное значение): $g \approx 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$

Нормальное атмосферное давление (округленное значение): $p_{атм} \approx 10^5 \text{ Па}$

Все значения представлены в системе СИ.

Найти:

$p_{гидр}$ — гидростатическое давление

$p_{общ}$ — общее давление на глубине

Решение:

Чему равно гидростатическое давление в воде на глубине 10 м?

Гидростатическое давление ($p_{гидр}$) — это давление, которое оказывает столб жидкости высотой $\text{h}$. Оно рассчитывается по формуле:

$p_{гидр} = \rho \cdot g \cdot h$

Подставим известные значения в формулу:

$p_{гидр} = 1000 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} \cdot 10 \text{ м} = 100000 \text{ Па}$

Для удобства можно перевести результат в килопаскали (кПа), зная, что $1 \text{ кПа} = 1000 \text{ Па}$:

$100000 \text{ Па} = 100 \text{ кПа}$

Ответ: гидростатическое давление в воде на глубине 10 м равно 100000 Па (или 100 кПа).

Чему равно давление на этой глубине с учётом давления воздуха над поверхностью воды?

Полное (абсолютное) давление ($p_{общ}$) на некоторой глубине в жидкости складывается из гидростатического давления столба жидкости и внешнего давления на поверхность жидкости. В данном случае внешнее давление — это атмосферное давление ($p_{атм}$).

$p_{общ} = p_{гидр} + p_{атм}$

Используем рассчитанное ранее значение гидростатического давления и принятое значение для нормального атмосферного давления:

$p_{общ} = 100000 \text{ Па} + 100000 \text{ Па} = 200000 \text{ Па}$

Переведем результат в килопаскали:

$200000 \text{ Па} = 200 \text{ кПа}$

Ответ: давление на глубине 10 м с учётом давления воздуха над поверхностью воды равно 200000 Па (или 200 кПа).