Номер 438, страница 61 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Вес воздуха. Атмосферное давление - номер 438, страница 61.

Условие.

438. Если откачать насосом воздух из жестяной банки, она сплющивается. Почему?

Решение.

Решение

В обычном состоянии жестяная банка находится под действием давления как изнутри, так и снаружи. Давление воздуха внутри банки ($P_{внутр}$) направлено изнутри наружу, а давление окружающего атмосферного воздуха ($P_{атм}$) — снаружи внутрь. В начальный момент времени эти давления примерно равны ($P_{внутр} \approx P_{атм}$), поэтому силы, действующие на стенки банки, скомпенсированы, и банка сохраняет свою форму.

Когда с помощью насоса из банки откачивают воздух, количество молекул газа внутри резко уменьшается. Это приводит к значительному понижению давления внутри банки ($P_{внутр}$ становится близким к нулю). В то же время атмосферное давление ($P_{атм}$) снаружи банки остается прежним и составляет примерно $101325$ Паскалей.

В результате возникает огромная разница давлений на внешнюю и внутреннюю поверхности стенок банки. Сила атмосферного давления, действующая на внешнюю поверхность банки, становится во много раз больше силы давления, действующей изнутри. Эта результирующая сила, направленная внутрь банки, сжимает ее и приводит к деформации — банка сплющивается.

Ответ: Банка сплющивается под действием внешнего атмосферного давления, так как после откачки воздуха давление внутри банки становится значительно меньше, чем снаружи. Возникающая разница давлений создает силу, достаточную для деформации стенок банки.