Номер 38.1, страница 59 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Ханнанова, Ханнанов

Давление газов и жидкостей - номер 38.1, страница 59.

Условие.

Задание 38.1. Отметьте верное окончание фразы.

Нижнее и боковое отверстия трубки затянуты одинаковыми резиновыми мембранами. В трубку наливают воду и медленно опускают её в широкий сосуд с водой до тех пор, пока уровень воды в трубке не совпадёт с уровнем воды в сосуде. В этом положении мембраны

☐ обе выгнуты наружу

☐ обе вогнуты внутрь

☐ обе плоские

☐ нижняя — плоская, а боковая — вогнута внутрь

☐ нижняя — плоская, а боковая — выгнута наружу

☐ боковая — плоская, а нижняя — вогнута внутрь

☐ боковая — плоская, а нижняя — выгнута наружу

Решение.

Решение

Форма упругой мембраны, разделяющей две жидкости, определяется разностью давлений на неё. Если давление с обеих сторон одинаково, мембрана остаётся плоской. Если давление снаружи больше, чем внутри, она вогнута внутрь. Если давление внутри больше, чем снаружи, она выгнута наружу.

Гидростатическое давление жидкости на глубине $\text{h}$ вычисляется по формуле $p = \rho g h$, где $\rho$ – плотность жидкости, а $\text{g}$ – ускорение свободного падения. Важно помнить, что на одной и той же глубине в сообщающихся сосудах давление одинаково и действует по всем направлениям.

В условии задачи сказано, что трубку опускают в сосуд до тех пор, пока уровень воды в трубке не совпадёт с уровнем воды в сосуде. Это ключевой момент для решения.

1. Анализ боковой мембраны.
Рассмотрим любую точку на боковой мембране, находящуюся на глубине $\text{h}$ от общей поверхности воды. Давление воды изнутри трубки на этой глубине равно $p_{внутр} = \rho g h$. Давление воды снаружи (в сосуде) на этой же глубине также равно $p_{внешн} = \rho g h$. Поскольку $p_{внутр} = p_{внешн}$, разность давлений равна нулю. Следовательно, боковая мембрана будет плоской.

2. Анализ нижней мембраны.
Нижняя мембрана находится на некоторой глубине $\text{H}$ под общей поверхностью воды. Давление столба воды на неё изнутри трубки (сверху вниз) равно $p_{внутр} = \rho g H$. Давление воды снаружи (со дна сосуда вверх) на той же глубине $\text{H}$ также составляет $p_{внешн} = \rho g H$. Так как давления с обеих сторон на нижнюю мембрану равны, результирующая сила равна нулю, и эта мембрана также будет плоской.

Таким образом, в положении, когда уровни воды в трубке и сосуде совпадают, обе мембраны испытывают одинаковое давление с обеих сторон и остаются плоскими.

Ответ: обе плоские