Номер 1, страница 53 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Самостоятельные работы. СР-45. Гидравлический пресс. Вариант 2 - номер 1, страница 53.

Условие.

1. Будет ли разница в действии гидравлического пресса на Земле и на Луне?

Решение.

1. Да, разница в действии гидравлического пресса на Земле и на Луне будет, хотя основной принцип его работы (выигрыш в силе) останется неизменным.

Принцип действия гидравлического пресса основан на законе Паскаля, который гласит, что давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях. Для идеального пресса соотношение сил на поршнях описывается формулой:

$\frac{F_1}{S_1} = \frac{F_2}{S_2}$

где $F_1$ и $F_2$ — силы, действующие на малый и большой поршни, а $S_1$ и $S_2$ — площади этих поршней.

Из этой формулы следует, что выигрыш в силе, который дает пресс, равен отношению площадей поршней:

$\frac{F_2}{F_1} = \frac{S_2}{S_1}$

Это соотношение является конструктивной особенностью пресса и не зависит от ускорения свободного падения $\text{g}$. Таким образом, сам по себе *коэффициент усиления* силы у пресса на Луне будет таким же, как и на Земле.

Однако разница проявится в следующем:

1. Вес тел и действующие силы. Сила тяжести на Луне примерно в 6 раз меньше, чем на Земле ($g_{Луны} \approx \frac{1}{6} g_{Земли}$). Это означает, что для подъема тела одной и той же *массы* $\text{m}$ на Луне потребуется в 6 раз меньшая сила $F_2 = m \cdot g_{Луны}$, чем на Земле ($F_2 = m \cdot g_{Земли}$). Следовательно, и прикладываемая к малому поршню сила $F_1$ также должна быть в 6 раз меньше. То есть, с помощью пресса на Луне будет значительно легче поднимать те же самые предметы (по массе), что и на Земле.

2. Вес жидкости. В реальных условиях на работу пресса влияет вес столба жидкости, создающий гидростатическое давление ($p_{гидрост} = \rho \cdot g \cdot h$). Поскольку эта величина зависит от $\text{g}$, её влияние на Луне будет в 6 раз слабее. В большинстве случаев этим влиянием можно пренебречь, но физически эта разница существует.

Таким образом, хотя механический выигрыш в силе не изменится, практическое использование пресса и величины действующих сил будут отличаться из-за разной силы тяжести.

Ответ: Да, разница будет. На Луне для подъема тела той же массы потребуется приложить примерно в 6 раз меньшую силу, чем на Земле, так как вес этого тела (и вес рабочей жидкости) на Луне в 6 раз меньше. При этом сам выигрыш в силе, обеспечиваемый конструкцией пресса (отношение площадей поршней), останется неизменным.