Обсудить в классе, страница 153 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 5. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 42. Гидростатическое давление. Вопросы - страница 153.

Условие.

Как изменится давление жидкости на дно сосуда, если он начнёт падать, сохраняя вертикальное положение?

Решение.

Решение

Когда сосуд с жидкостью находится в состоянии покоя, давление жидкости на дно является гидростатическим и создается весом столба жидкости. Оно вычисляется по формуле:

$P = \rho g h$,

где $\rho$ – плотность жидкости, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $\text{h}$ – высота столба жидкости.

Если сосуд начинает падать, то и он, и находящаяся в нем жидкость движутся вниз с одинаковым ускорением свободного падения $a = g$. Это состояние называется невесомостью.

В системе отсчета, связанной с падающим сосудом, вес жидкости (сила, с которой она давит на опору, то есть на дно) становится равным нулю. Это происходит потому, что сила тяжести, действующая на жидкость, полностью расходуется на сообщение ей ускорения $\text{g}$. В результате жидкость перестает оказывать давление на дно сосуда.

Математически это можно выразить через понятие эффективного ускорения $g_{эфф}$ в неинерциальной системе отсчета. Давление будет определяться формулой $P' = \rho g_{эфф} h$. Эффективное ускорение равно разности ускорения свободного падения и ускорения системы отсчета:

$g_{эфф} = g - a$

Поскольку сосуд находится в свободном падении, $a = g$, то:

$g_{эфф} = g - g = 0$

Следовательно, новое давление жидкости на дно сосуда будет равно:

$P' = \rho \cdot 0 \cdot h = 0$

Таким образом, давление жидкости на дно сосуда уменьшится до нуля.

Ответ: Давление жидкости на дно сосуда станет равным нулю.