Номер 487, страница 66 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Вес воздуха. Атмосферное давление - номер 487, страница 66.

Условие.

► 487. Лист бумаги накройте книгой и рывком поднимите её. Почему за книгой поднимается и лист?

Решение.

Решение

Это явление объясняется разницей в давлении воздуха, создаваемой над и под листом бумаги.

Когда мы резко поднимаем книгу, между ее нижней поверхностью и листом бумаги быстро образуется зазор. Воздух из окружающей среды не успевает мгновенно заполнить это расширяющееся пространство из-за своей инертности. В результате в этом зазоре, над листом бумаги, создается область разрежения, то есть давление воздуха $P_{вверху}$ становится значительно ниже, чем атмосферное давление $P_{атм}$, которое действует на лист бумаги снизу.

На лист бумаги начинают действовать две основные силы, связанные с давлением:

1. Сила давления $F_{вниз} = P_{вверху} \cdot S$, направленная вниз, где $\text{S}$ – площадь листа.

2. Сила атмосферного давления $F_{вверх} = P_{атм} \cdot S$, направленная вверх.

Поскольку $P_{атм} > P_{вверху}$, результирующая сила, вызванная давлением, $F_{давл} = F_{вверх} - F_{вниз} = (P_{атм} - P_{вверху}) \cdot S$, направлена вверх.

Эта подъемная сила оказывается значительно больше силы тяжести $F_т = mg$, действующей на легкий лист бумаги. В результате лист прижимается к нижней поверхности книги и поднимается вместе с ней. Если же поднимать книгу медленно, воздух успеет проникнуть в зазор, давление над листом и под ним выровняется, и лист упадет под действием силы тяжести.

Ответ: Лист бумаги поднимается вместе с книгой из-за того, что при резком подъеме книги между ней и листом создается область пониженного давления. Атмосферное давление, действующее на лист снизу, становится больше давления сверху, и возникающая разность давлений создает подъемную силу, которая прижимает лист к книге и поднимает его.