Номер 25.19, страница 87 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 25. Атмосферное давление. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 25.19, страница 87.

25.19* [559*] Какой высоты столб жидкости следует учитывать при расчёте давления жидкости на дно сосуда (рис. III-59)?

Рис. III-59

Решение

Давление, которое жидкость оказывает на дно сосуда, является гидростатическим давлением. Оно определяется по формуле:

$p = \rho \cdot g \cdot h$

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

Ключевым моментом для определения правильной высоты $h$ является применение закона Паскаля. Этот закон гласит, что давление, производимое на жидкость или газ, передаётся в любую точку без изменений во всех направлениях. Отсюда следует, что давление на любой глубине в однородной жидкости, находящейся в покое, одинаково.

Дно сосуда находится на одном и том же горизонтальном уровне. Следовательно, давление во всех точках дна должно быть одинаковым. Это давление определяется высотой столба жидкости над этим уровнем.

Свободная поверхность жидкости, на которую действует атмосферное давление, находится в широкой части сосуда. Именно от этой поверхности следует отсчитывать высоту $h$ до дна.

Наличие перевёрнутой пробирки с более высоким уровнем жидкости внутри не влияет на давление на дно основного сосуда. Сила тяжести более высокого столба жидкости в пробирке уравновешивается силой давления запертого воздуха (которое, очевидно, меньше атмосферного) и силой реакции со стороны крепления, удерживающего пробирку. Эти силы не действуют на дно широкого сосуда. Давление на дно под пробиркой точно такое же, как и в любой другой точке дна, и определяется высотой жидкости в широкой части.

Следовательно, для расчёта давления на дно сосуда необходимо использовать высоту столба жидкости, находящейся в широкой части сосуда.

Ответ: При расчёте давления жидкости на дно сосуда следует учитывать высоту столба жидкости, равную расстоянию от свободной поверхности жидкости в широкой части сосуда до дна.