Номер 4, страница 62 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Самостоятельные работы. СР-31. Вес воздуха. Атмосферное давление. Существование воздушной оболочки Земли. Вариант № 2 - номер 4, страница 62.

Решение.

Чтобы легко вылить воду из аквариума с помощью резинового шланга, необходимо использовать принцип сифона. Этот метод позволяет воде перетекать из более высокого сосуда в более низкий без использования насоса, под действием силы тяжести и атмосферного давления.

Для этого нужно выполнить следующую последовательность действий: сначала полностью заполнить шланг водой, убедившись, что в нем не осталось воздуха. Это можно сделать, погрузив шланг в воду целиком или наполнив его из-под крана. Затем, зажав оба конца шланга, опустить один конец в аквариум так, чтобы он был ниже уровня воды. Другой конец шланга нужно опустить в пустую емкость (например, ведро), расположенную на уровне ниже, чем уровень воды в аквариуме. После этого можно отпустить концы шланга, и вода начнет перетекать из аквариума в емкость.

Это явление объясняется физическими законами. Движение воды происходит за счет разности гидростатических давлений. Вес столба воды в нисходящей части шланга (от самой верхней точки до выхода) создает давление, которое "перетягивает" воду через изгиб. Пока выходной конец шланга находится ниже уровня воды в аквариуме, разность давлений будет поддерживать непрерывный поток жидкости. Атмосферное давление, действующее на поверхность воды в аквариуме, "подталкивает" воду в шланг, не давая столбу жидкости разорваться (при условии, что высота подъема не превышает примерно 10 метров для воды).

Скорость вытекания воды $\text{v}$ зависит от разницы высот $\text{h}$ между уровнем воды в аквариуме и выходным отверстием шланга. Эту зависимость можно выразить формулой, следующей из закона Бернулли: $v = \sqrt{2gh}$, где $\text{g}$ – ускорение свободного падения.

Таким образом, для успешного слива воды ключевым является выполнение двух условий: шланг должен быть полностью заполнен водой, и его выходное отверстие должно находиться ниже уровня воды в аквариуме.

Ответ: Чтобы легче вылить воду из аквариума, нужно использовать шланг как сифон. Для этого необходимо полностью заполнить шланг водой, один его конец опустить в аквариум, а другой — в пустую емкость, расположенную ниже уровня воды в аквариуме. Вода будет перетекать самотеком благодаря разности давлений, создаваемой весом столба воды в шланге.