Номер 410, страница 57 - 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 410, страница 57.

Условие.

410. Учитель провёл опыты с прибором, представленным на рисунке 54. В сосуды, дно которых имеет одинаковую площадь и затянуто одинаковой резиновой плёнкой, наливается жидкость. Дно сосудов при этом прогибается, и его движение передаётся стрелке. Отклонение стрелки характеризует силу, с которой жидкость давит на дно сосуда.

Выберите два утверждения, соответствующих результатам проведённых экспериментальных наблюдений. Укажите их номера.

1) Давление жидкости на дно сосуда не зависит от формы сосуда.

2) Давление жидкости в опытах 1 и 2 одинаково.

3) Давление жидкости на дно сосуда не зависит от плотности жидкости.

4) Сила давления жидкости на дно сосуда зависит от площади дна сосуда.

5) При увеличении высоты столба жидкости её давление на дно сосуда увеличивается.

Рис. 54

Решение.

Для ответа на вопрос проанализируем условия и результаты эксперимента, показанного на рисунке.

В эксперименте используются два сосуда разной формы (№1 – цилиндрический, №2 – конический), но с одинаковой площадью дна $\text{S}$. Дно каждого сосуда затянуто резиновой плёнкой. Прогиб плёнки под действием силы давления жидкости передаётся на стрелку-указатель. Из рисунка видно, что в оба сосуда налита жидкость до одинаковой высоты $\text{h}$. Поскольку отклонение стрелки в обоих случаях одинаково, это означает, что сила давления $\text{F}$, которую жидкость оказывает на дно, в обоих опытах одинакова: $F_1 = F_2$.

Давление $\text{p}$ на дно сосуда вычисляется по формуле $p = F/S$. Так как силы давления ($\text{F}$) и площади дна ($\text{S}$) в обоих опытах равны, то и давление жидкости на дно в обоих сосудах одинаково: $p_1 = p_2$.

Теперь оценим каждое из предложенных утверждений на основе результатов этого эксперимента.

1) Давление жидкости на дно сосуда не зависит от формы сосуда.
Это утверждение соответствует результатам опыта. Мы видим, что в сосудах разной формы, но при одинаковой площади дна и одинаковой высоте столба жидкости, давление на дно оказывается одинаковым. Это является демонстрацией гидростатического парадокса.

2) Давление жидкости в опытах 1 и 2 одинаково.
Это утверждение также соответствует результатам. Как было показано выше, из равенства сил давления (одинаковое отклонение стрелки) и равенства площадей дна следует, что давление в обоих опытах одинаково ($p_1 = p_2$).

3) Давление жидкости на дно сосуда не зависит от плотности жидкости.
Этот эксперимент не позволяет сделать такой вывод, так как в обоих опытах, по-видимому, используется одна и та же жидкость (её плотность не менялась). Поэтому зависимость давления от плотности не исследовалась.

4) Сила давления жидкости на дно сосуда зависит от площади дна сосуда.
В данном опыте площадь дна сосудов была одинаковой, поэтому на его основе невозможно сделать вывод о зависимости силы давления от площади.

5) При увеличении высоты столба жидкости её давление на дно сосуда увеличивается.
Этот эксперимент проводился при фиксированной высоте столба жидкости. Зависимость давления от высоты не исследовалась, следовательно, сделать такой вывод на основе приведённых данных нельзя.

Таким образом, единственными утверждениями, которые напрямую следуют из результатов проведённого эксперимента, являются утверждения 1 и 2.

Ответ: 1, 2.