Объясните, страница 125 - гдз по физике 7 класс учебник Кронгарт, Даданбеков

Объясните

1. При открытом кране практически невозможно полностью перекрыть воду рукой, а небольшое отверстие в шланге для полива закрыть несложно. Почему?

2. Газ, находящийся в сосуде, оказывает на левую стенку давление в 300 Па. Какое давление производит газ на нижнюю, верхнюю и правую стенки сосуда?

3. Если выстрелить из винтовки в вареное яйцо, то в яйце образуется отверстие. Если же выстрелить в сырое яйцо, оно разлетится. Почему?

4. Используя закон Паскаля, можно изготавливать бутылки, стеклянные и пластиковые тела произвольной формы. Объясните, как можно изготовить стеклянный кувшин, показанный на рисунке 23.5.

Рис. 23.5

1. Сила давления, с которой вода действует на преграду, определяется по формуле $F = p \cdot S$, где $p$ – давление воды, а $S$ – площадь преграды. Давление воды в водопроводе и в шланге для полива примерно одинаковое и достаточно высокое. Однако площадь сечения открытого крана ($S_{крана}$) значительно больше площади небольшого отверстия в шланге ($S_{отверстия}$). Поэтому сила давления воды на руку, перекрывающую кран, ($F_{крана} = p \cdot S_{крана}$) оказывается очень большой, и противостоять ей практически невозможно. Сила же, действующая на палец, закрывающий маленькое отверстие в шланге, ($F_{отверстия} = p \cdot S_{отверстия}$) мала из-за малой площади и ее легко преодолеть. Ответ: Сила давления воды пропорциональна площади, на которую оно действует. У крана площадь большая, поэтому и сила большая, а у маленького отверстия в шланге площадь маленькая, поэтому и сила, необходимая для его перекрытия, мала.

2. Дано:

Давление на левую стенку сосуда $p_{левая} = 300$ Па.

Найти:

Давление на нижнюю ($p_{нижняя}$), верхнюю ($p_{верхняя}$) и правую ($p_{правая}$) стенки сосуда.

Решение:

Согласно закону Паскаля, давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях. Газ, находящийся в закрытом сосуде, равномерно распределяется по всему предоставленному ему объему. Молекулы газа движутся хаотично и сталкиваются со всеми стенками сосуда, создавая одинаковое давление на каждую из них (при условии, что можно пренебречь действием силы тяжести, что для газа в небольшом объеме справедливо).

Следовательно, давление на нижнюю, верхнюю и правую стенки будет равно давлению на левую стенку: $p_{нижняя} = p_{верхняя} = p_{правая} = p_{левая} = 300$ Па.

Ответ: давление на нижнюю, верхнюю и правую стенки сосуда составляет 300 Па.

3. Разница в результате объясняется разным агрегатным состоянием содержимого яиц. Внутри сырого яйца находится жидкость (белок и желток). Согласно закону Паскаля, давление передается жидкостью одинаково во все стороны. Когда пуля на большой скорости входит в яйцо, она создает огромное мгновенное давление. Это давление распространяется по всему объему жидкости и действует изнутри на скорлупу с огромной силой, разрывая ее на части. В вареном яйце белок и желток — твердые тела. Твердые тела не передают давление так, как жидкости. Энергия пули тратится локально на разрушение вещества на своем пути, поэтому в яйце просто образуется сквозное отверстие. Ответ: В сыром яйце (жидкость) давление от пули по закону Паскаля передается во все стороны и разрывает скорлупу, а в вареном (твердое тело) — пуля лишь локально разрушает вещество на своем пути, делая отверстие.

4. Изготовление стеклянного кувшина, показанного на рисунке, методом выдувания является прямым применением закона Паскаля. Процесс состоит в следующем: порцию расплавленного вязкого стекла (стекломассы) помещают в металлическую пресс-форму, внутренняя поверхность которой имеет форму будущего кувшина. Затем внутрь стекломассы через специальную трубку (стеклодувную трубку) подают сжатый воздух. Согласно закону Паскаля, давление, создаваемое воздухом, передается одинаково во все точки внутри расплавленного стекла. Это равномерное давление заставляет стекло расширяться и плотно прижиматься к стенкам формы, в точности повторяя ее рельеф. После остывания и затвердевания стекла форму раскрывают и извлекают готовое изделие. Ответ: Расплавленное стекло помещают в форму и нагнетают внутрь воздух. По закону Паскаля, давление воздуха равномерно расширяет стекло изнутри, заставляя его принять форму стенок.