Номер 2, страница 49 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Самостоятельные работы. СР-42. Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли. Вариант 1 - номер 2, страница 49.

Условие.

2. На одинаковом ли уровне установится ртуть в трубках, изображённых на рисунке 72, если проделать опыт Торричелли? Длина трубок достаточна для опыта.

Рис. 72

Решение.

Решение

Опыт Торричелли заключается в уравновешивании столба ртути в запаянной с одного конца трубке внешним атмосферным давлением. Высота столба жидкости, давление которого уравновешивает внешнее давление, определяется по формуле гидростатического давления: $p = \rho \cdot g \cdot h$, где $\text{p}$ – это давление, $\rho$ – плотность жидкости, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $\text{h}$ – высота столба жидкости.

В условиях данного опыта для всех трех трубок атмосферное давление $p_{атм}$ одинаково, так как опыт проводится в одном и том же месте. Жидкость во всех трубках одна и та же — ртуть, следовательно, её плотность $\rho$ одинакова. Ускорение свободного падения $\text{g}$ также является постоянной величиной.

Таким образом, высота столба ртути $\text{h}$ определяется из соотношения $p_{атм} = \rho \cdot g \cdot h$. Из этого следует, что высота $h = \frac{p_{атм}}{\rho \cdot g}$ зависит только от атмосферного давления и плотности жидкости. Форма трубки, её ширина или наличие утолщений и изгибов не влияют на высоту, на которой установится уровень ртути. Важна лишь вертикальная высота столба жидкости.

Поскольку все определяющие факторы (атмосферное давление, плотность жидкости) для всех трёх трубок одинаковы, высота столба ртути в них будет также одинаковой.

Ответ: Да, ртуть во всех трёх трубках установится на одинаковом уровне, так как высота столба жидкости в опыте Торричелли зависит только от величины атмосферного давления и плотности жидкости, а не от формы сосуда.