Номер 1, страница 83 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Минькова, Иванова

а) Что называют давлением?

Давлением называют физическую величину, равную отношению модуля силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. Давление характеризует, насколько сконцентрирована сила, действующая на определенную площадь.

Ответ: Давление – это скалярная физическая величина, определяемая как сила, действующая перпендикулярно на единицу площади поверхности.

б) От каких величин зависит давление?

Давление зависит от двух величин: от модуля силы, приложенной к поверхности, и от площади этой поверхности. Давление прямо пропорционально силе (с увеличением силы при неизменной площади давление растет) и обратно пропорционально площади (с увеличением площади при неизменной силе давление уменьшается).

Ответ: Давление зависит от модуля силы, действующей перпендикулярно поверхности, и от площади этой поверхности.

в) По какой формуле вычисляется давление?

Давление ($\text{p}$) вычисляется как отношение модуля силы ($\text{F}$), действующей перпендикулярно поверхности, к площади ($\text{S}$) этой поверхности по формуле:

$p = \frac{F}{S}$

Ответ: Давление вычисляется по формуле $p = \frac{F}{S}$.

г) В каких единицах измеряется давление?

В Международной системе единиц (СИ) давление измеряется в паскалях (Па). Один паскаль — это давление, создаваемое силой в один ньютон, равномерно распределённой по перпендикулярной к ней поверхности площадью один квадратный метр: $1 \text{ Па} = 1 \frac{\text{Н}}{\text{м}^2}$. Также широко используются и другие единицы: килопаскаль (кПа), мегапаскаль (МПа), бар, техническая и физическая атмосфера (ат, атм), миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.).

Ответ: В СИ давление измеряется в паскалях (Па).

д) Как действует сила давления?

Сила, создающая давление (сила давления), всегда действует перпендикулярно (по нормали) к поверхности, на которую оказывается давление. Например, вес книги давит на стол вниз, перпендикулярно поверхности стола. В жидкостях и газах, согласно закону Паскаля, давление передается одинаково во всех направлениях, и сила давления со стороны жидкости или газа на любую поверхность (например, стенку сосуда) также всегда направлена перпендикулярно этой поверхности.

Ответ: Сила давления всегда действует перпендикулярно к поверхности.

е) Как рассчитать гидростатическое давление на глубине жидкости?

Гидростатическое давление, то есть давление, создаваемое весом столба покоящейся жидкости, рассчитывается по формуле:

$p = \rho \cdot g \cdot h$

где $\text{p}$ – гидростатическое давление, $\rho$ (ро) – плотность жидкости, $\text{g}$ – ускорение свободного падения (приблизительно $9,8 \text{ м/с}^2$ на Земле), а $\text{h}$ – высота столба жидкости (глубина погружения).

Ответ: Гидростатическое давление на глубине жидкости рассчитывается по формуле $p = \rho \cdot g \cdot h$.

ж) Сформулируйте закон сообщающихся сосудов.

Закон сообщающихся сосудов гласит: в открытых сообщающихся сосудах, заполненных однородной жидкостью, свободные поверхности этой жидкости устанавливаются на одном горизонтальном уровне. Это справедливо, если давление над жидкостью во всех сосудах одинаково (например, атмосферное) и если можно пренебречь силами поверхностного натяжения (капиллярными явлениями).

Ответ: В сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне.

з) Как зависит высота столбов разнородных жидкостей от их плотностей в сообщающихся сосудах?

Если в сообщающиеся сосуды налить две несмешивающиеся жидкости с разными плотностями, то их уровни не будут одинаковыми. Согласно условию равновесия, давление на любом горизонтальном уровне внутри жидкости должно быть одинаковым. На уровне границы раздела двух жидкостей давление столба первой жидкости уравновешивается давлением столба второй жидкости. Это приводит к соотношению:

$p_1 = p_2 \implies \rho_1 \cdot g \cdot h_1 = \rho_2 \cdot g \cdot h_2$

Упростив, получаем:

$\frac{h_1}{h_2} = \frac{\rho_2}{\rho_1}$

Таким образом, высоты столбов разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах (отсчитанные от общего уровня) обратно пропорциональны их плотностям. Столб жидкости с меньшей плотностью будет выше, чем столб жидкости с большей плотностью.

Ответ: Высоты столбов разнородных жидкостей обратно пропорциональны их плотностям: $\frac{h_1}{h_2} = \frac{\rho_2}{\rho_1}$.

и) Будет ли меняться давление жидкости с глубиной в условиях невесомости? Ответ поясните.

Нет, в условиях невесомости давление жидкости с глубиной меняться не будет. Гидростатическое давление ($p = \rho \cdot g \cdot h$) возникает из-за действия силы тяжести, то есть из-за веса жидкости. В невесомости ускорение свободного падения $\text{g}$ практически равно нулю ($g \approx 0$). Следовательно, вес жидкости также равен нулю. Из формулы видно, что при $g=0$, гидростатическое давление $\text{p}$ тоже будет равно нулю, независимо от глубины $\text{h}$. Давление во всех точках жидкости будет одинаковым и равным внешнему давлению (например, давлению газа в той же емкости), но оно не будет увеличиваться с глубиной.

Ответ: Нет, не будет. В невесомости у жидкости отсутствует вес, который является причиной возникновения гидростатического давления, зависящего от глубины. Поэтому давление во всех точках жидкости будет одинаковым.