Номер 377, страница 53 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Давление в жидкости и газе. Закон Паскаля - номер 377, страница 53.

Условие.

377. Из небольшого отверстия в боковой стенке сосуда вытекает струя воды. Что произойдёт с вытекающей из сосуда струёй воды, если сосуд начнёт свободно падать? Сопротивлением окружающего воздуха пренебречь.

Решение.

Решение

Когда сосуд неподвижен, вода вытекает из отверстия под действием гидростатического давления. Это давление создается весом столба жидкости над отверстием и определяется по формуле $P = \rho g h$, где $\rho$ – плотность воды, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $\text{h}$ – высота столба воды. Именно это избыточное давление выталкивает воду наружу.

Когда сосуд начинает свободно падать, и он сам, и вода в нем движутся вниз с одинаковым ускорением, равным ускорению свободного падения $\text{g}$. В системе отсчета, связанной с падающим сосудом, наступает состояние невесомости. В этом состоянии вода перестает оказывать давление на дно и стенки сосуда, так как ее вес (сила, с которой тело действует на опору или подвес) становится равным нулю.

Поскольку гидростатическое давление является следствием веса жидкости, в условиях невесомости оно исчезает. Давление воды внутри сосуда на уровне отверстия становится таким же, как и давление снаружи (атмосферное). Из-за отсутствия разности давлений сила, выталкивающая воду из отверстия, пропадает.

Следовательно, как только сосуд начнет свободно падать, струя воды перестанет вытекать из отверстия.

Ответ: Если сосуд начнет свободно падать, струя воды перестанет вытекать из отверстия. Это произойдет потому, что в состоянии свободного падения (невесомости) исчезнет гидростатическое давление, которое является причиной истечения воды.