Номер 4, страница 79 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Минькова, Иванова

Для того чтобы изготовить прибор для демонстрации закона Паскаля и провести опыт, необходимо выполнить следующие шаги.

Необходимые материалы и инструменты:

• Пустая пластиковая бутылка (объемом 1–2 л) с завинчивающейся крышкой.

• Острый предмет, например, шило, толстая игла или гвоздь.

• Источник огня (свеча, зажигалка) для нагрева острого предмета, чтобы отверстия получились более ровными (этот шаг необязателен и требует соблюдения осторожности).

• Вода.

• Таз или раковина для проведения эксперимента.

Инструкция по изготовлению прибора:

1. Возьмите чистую и сухую пластиковую бутылку.

2. Аккуратно проделайте в стенках бутылки несколько небольших отверстий примерно одинакового диаметра. Для этого можно использовать нагретый на огне гвоздь или шило. Важно расположить отверстия на разной высоте и с разных сторон бутылки: несколько у дна, несколько в средней части и несколько ближе к горлышку.

На этом изготовление прибора завершено.

Проведение демонстрации и объяснение:

Цель опыта — наглядно показать, что давление, производимое на жидкость в замкнутом сосуде, передается без изменений в каждую точку этой жидкости.

1. Поставьте бутылку в таз или раковину.

2. Наполните бутылку водой до самого верха.

3. Плотно закрутите крышку. Если отверстия достаточно малы, вода из них вытекать не будет (или будет лишь слабо капать), что связано с силами поверхностного натяжения и внешним атмосферным давлением.

4. Теперь сожмите бутылку руками, приложив к ней внешнее усилие. Это создаст дополнительное давление на воду внутри.

5. Вы увидите, как из всех отверстий одновременно начнут бить тонкие струйки воды. Ключевым моментом для наблюдения является то, что интенсивность струй, вызванных вашим давлением, будет примерно одинаковой для всех отверстий, независимо от их высоты.

Объяснение явления: Этот эксперимент иллюстрирует закон Паскаля. Закон гласит: давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях.

Когда вы сжимаете закрытую бутылку с водой, вы создаете избыточное давление $\Delta p$. Согласно закону Паскаля, это дополнительное давление мгновенно и равномерно распределяется по всему объему воды и передается на ее поверхность, а также на стенки сосуда. Давление действует на воду у каждого отверстия, выталкивая ее наружу. Поскольку добавленное давление $\Delta p$ одинаково во всех точках, выталкивающая сила, действующая на воду в каждом отверстии, также будет одинаковой (при условии, что площади отверстий $\text{S}$ равны, так как сила связана с давлением формулой $F = p \cdot S$). Именно поэтому струи вырываются из всех отверстий с одинаковой силой, наглядно демонстрируя равномерную передачу давления по всему объему жидкости.

Ответ: Для демонстрации закона Паскаля нужно изготовить прибор из пластиковой бутылки, проделав в ней несколько отверстий на разной высоте. Бутылку следует наполнить водой, герметично закрыть крышкой и сжать руками. Наблюдение, что из всех отверстий одновременно начинают бить струйки воды с примерно одинаковой силой, доказывает, что внешнее давление передается жидкостью одинаково во всех направлениях, в полном соответствии с законом Паскаля.