Номер 24.36, страница 84 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 24. Давление в жидкостях. Сообщающиеся сосуды. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 24.36, страница 84.

24.36* [539*] Справедлив ли закон сообщающихся сосудов в условиях невесомости? Ответ поясните.

Решение

Закон сообщающихся сосудов гласит, что в открытых сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости, находящейся в состоянии покоя, устанавливаются на одном уровне. Этот закон является прямым следствием действия силы тяжести.

Гидростатическое давление столба жидкости определяется формулой $p = \rho g h$, где $\rho$ — плотность жидкости, $g$ — ускорение свободного падения, а $h$ — высота столба жидкости. Именно разность гидростатических давлений заставляет жидкость перетекать из одного сосуда в другой до тех пор, пока высоты не выровняются и давления на одном горизонтальном уровне не станут одинаковыми.

В условиях невесомости ускорение свободного падения равно нулю ($g = 0$). Следовательно, гидростатическое давление в любой точке жидкости также будет равно нулю, независимо от высоты (или формы) столба жидкости: $p = \rho \cdot 0 \cdot h = 0$.

Поскольку отсутствует сила тяжести, которая является движущей силой для установления равновесия в сообщающихся сосудах, жидкость не будет стремиться занять положение с минимальной потенциальной энергией, то есть выровнять свои уровни. Вместо этого ее поведение будут определять силы поверхностного натяжения и силы адгезии (сцепления со стенками сосуда). Жидкость может собраться в один или несколько шаров, хаотично распределиться по стенкам сосудов, но она не будет подчиняться закону сообщающихся сосудов. Понятие "уровень жидкости" в данном контексте теряет смысл.

Ответ: Нет, закон сообщающихся сосудов в условиях невесомости не справедлив. Этот закон является следствием действия силы тяжести, которая создает гидростатическое давление. В невесомости ($g=0$) гидростатическое давление отсутствует, и жидкость в сообщающихся сосудах не выравнивается на одном уровне.