Номер 420, страница 59 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Сообщающиеся сосуды - номер 420, страница 59.

Условие.

420. Справедлив ли закон сообщающихся сосудов в условиях невесомости?

Решение.

Решение

Закон сообщающихся сосудов гласит, что в сообщающихся сосудах, заполненных однородной жидкостью, находящейся в покое, поверхности жидкости устанавливаются на одном горизонтальном уровне. Этот закон является прямым следствием действия силы тяжести и существования гидростатического давления.

Давление, которое оказывает столб жидкости высотой $\text{h}$, рассчитывается по формуле:

$p = \rho g h$

где $\rho$ — плотность жидкости, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения. Для того чтобы жидкость в сообщающихся сосудах находилась в равновесии, давление на любом произвольно выбранном горизонтальном уровне должно быть одинаковым во всех сосудах. Так как плотность $\rho$ и ускорение $\text{g}$ постоянны, это условие выполняется только тогда, когда высоты столбов жидкости $\text{h}$ во всех сосудах равны.

В условиях невесомости ускорение свободного падения равно нулю: $g = 0$. При подстановке этого значения в формулу гидростатического давления получаем:

$p = \rho \cdot 0 \cdot h = 0$

Это означает, что в невесомости гидростатическое давление отсутствует, и сила тяжести не действует на жидкость. Поведение жидкости в таких условиях определяется силами поверхностного натяжения (стремящимися придать жидкости сферическую форму) и силами адгезии (взаимодействия жидкости со стенками сосуда). Жидкость может собраться в шар, растечься по стенкам или разделиться на капли, но она не будет стремиться занять одинаковый уровень, так как сила, вызывающая это явление, отсутствует. Следовательно, закон сообщающихся сосудов в невесомости не выполняется.

Ответ: Нет, закон сообщающихся сосудов в условиях невесомости не справедлив, так как он основан на действии силы тяжести, которая в невесомости отсутствует.