Номер 488, страница 66 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Вес воздуха. Атмосферное давление - номер 488, страница 66.

Условие.

► 488. Опустите горлышко бутылки, наполненной водой, в посуду с водой. Почему вода не выливается? Почему вода выливается, если вынуть горлышко бутылки из воды?

Решение.

Почему вода не выливается?

Когда горлышко перевернутой бутылки, наполненной водой, опускают в сосуд с водой, на свободную поверхность воды в сосуде действует атмосферное давление. Согласно закону Паскаля, это давление передается во все точки жидкости одинаково по всем направлениям. Следовательно, на воду в горлышке бутылки со стороны воды в сосуде действует давление, равное атмосферному, направленное вверх. Это давление создает силу, которая уравновешивает силу тяжести столба воды в бутылке, действующую вниз. Поскольку атмосферное давление способно удержать столб воды высотой около 10 метров, а высота обычной бутылки значительно меньше, вода не выливается. Кроме того, для того чтобы вода вылилась, на ее место должен войти воздух, но горлышко бутылки находится под водой, что препятствует проникновению воздуха внутрь.

Ответ: Вода не выливается, так как сила, создаваемая атмосферным давлением, действующим на поверхность воды в сосуде и передающимся к горлышку бутылки, уравновешивает силу тяжести воды в бутылке.

Почему вода выливается, если вынуть горлышко бутылки из воды?

Когда горлышко бутылки вынимают из воды, оно оказывается в контакте с окружающим воздухом. Теперь атмосферное давление действует не только на воду в сосуде, но и непосредственно на выходное отверстие бутылки. В этот момент единственной силой, удерживающей воду от вытекания, является поверхностное натяжение, которое слишком мало. Основной силой, действующей на воду, становится сила тяжести, под действием которой вода начинает выливаться. При этом в бутылку свободно проникает воздух, занимая освобождающийся объем. Процесс выливания часто сопровождается характерным "бульканьем", так как вода и воздух поочередно проходят через узкое горлышко.

Ответ: Вода выливается, потому что под действием силы тяжести она устремляется вниз, а в освобождающееся пространство в бутылке может беспрепятственно войти воздух.