Номер 3, страница 49, часть 2 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 6. Давление жидкостей и газов. Параграф 50. Атмосферное давление. Закон Паскаля - номер 3, страница 49.

Условие.

3. Рассчитайте модуль силы нормального атмосферного давления, которая действует на поверхности (на уровне моря), указанные в таблице.

Поверхность	Площадь $\text{S}$	Модуль силы $F, \text{ Н}$
Озеро	$60 \text{ км}^2$
Школьная спортивная площадка	$300 \text{ м}^2$
Верхняя поверхность листа бумаги	$600 \text{ см}^2$
Лист бумаги, подвешенный на нити	$1200 \text{ см}^2$ (с двух сторон)

Решение.

Дано:

Нормальное атмосферное давление на уровне моря: $P_a = 101325 \text{ Па} \approx 10^5 \text{ Па}$

Площадь поверхности озера: $S_1 = 60 \text{ км²}$

Площадь школьной спортивной площадки: $S_2 = 300 \text{ м²}$

Площадь верхней поверхности листа бумаги: $S_3 = 600 \text{ см²}$

Общая площадь листа бумаги с двух сторон: $S_4 = 1200 \text{ см²}$

Перевод данных в систему СИ:

$S_1 = 60 \text{ км²} = 60 \cdot (10^3 \text{ м})^2 = 60 \cdot 10^6 \text{ м²}$

$S_2 = 300 \text{ м²}$

$S_3 = 600 \text{ см²} = 600 \cdot (10^{-2} \text{ м})^2 = 600 \cdot 10^{-4} \text{ м²} = 0,06 \text{ м²}$

$S_4 = 1200 \text{ см²} = 1200 \cdot 10^{-4} \text{ м²} = 0,12 \text{ м²}$

Найти:

Модули сил нормального атмосферного давления $F_1, F_2, F_3, F_4$, действующие на указанные поверхности.

Решение:

Модуль силы давления $\text{F}$ на поверхность площадью $\text{S}$ вычисляется по формуле $F = P \cdot S$, где $\text{P}$ – давление. В данной задаче в качестве давления выступает нормальное атмосферное давление $P_a$. Для расчетов будем использовать его округленное значение $P_a = 10^5 \text{ Па}$ ($1 \text{ Па} = 1 \text{ Н/м²}$).

Озеро

Рассчитаем силу, действующую на поверхность озера площадью $S_1 = 60 \cdot 10^6 \text{ м²}$.

$F_1 = P_a \cdot S_1 = 10^5 \text{ Н/м²} \cdot 60 \cdot 10^6 \text{ м²} = 60 \cdot 10^{11} \text{ Н} = 6 \cdot 10^{12} \text{ Н}$.

Ответ: $6 \cdot 10^{12} \text{ Н}$.

Школьная спортивная площадка

Рассчитаем силу, действующую на поверхность спортивной площадки площадью $S_2 = 300 \text{ м²}$.

$F_2 = P_a \cdot S_2 = 10^5 \text{ Н/м²} \cdot 300 \text{ м²} = 300 \cdot 10^5 \text{ Н} = 3 \cdot 10^7 \text{ Н}$.

Ответ: $3 \cdot 10^7 \text{ Н}$.

Верхняя поверхность листа бумаги

Рассчитаем силу, действующую на верхнюю поверхность листа бумаги площадью $S_3 = 0,06 \text{ м²}$.

$F_3 = P_a \cdot S_3 = 10^5 \text{ Н/м²} \cdot 0,06 \text{ м²} = 6000 \text{ Н}$.

Ответ: $6000 \text{ Н}$.

Лист бумаги, подвешенный на нити

В этом случае указана общая площадь листа с двух сторон, $S_4 = 0,12 \text{ м²}$. Атмосферный воздух давит на лист с обеих сторон. Требуется найти суммарный модуль силы, действующей на обе поверхности.

$F_4 = P_a \cdot S_4 = 10^5 \text{ Н/м²} \cdot 0,12 \text{ м²} = 12000 \text{ Н}$.

(Примечание: силы, действующие на верхнюю и нижнюю поверхности листа, почти равны по модулю и противоположны по направлению, поэтому их равнодействующая близка к нулю. Однако в задаче требуется найти модуль силы, действующей на указанную общую площадь).

Ответ: $12000 \text{ Н}$.