Номер 3, страница 90 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Минькова, Иванова

1) Когда стакан, наполненный водой под водой и перевернутый, медленно вытаскивают, вода в нем удерживается благодаря давлению окружающего воздуха (атмосферы). Атмосферное давление давит на поверхность воды в большой емкости. Согласно закону Паскаля, это давление передается во все точки жидкости, включая область под краями стакана. Это внешнее давление, действующее на воду в стакане снизу вверх, оказывается больше, чем давление столба воды внутри стакана, которое направлено вниз. Пока края стакана находятся под водой, воздух не может проникнуть внутрь и уравнять давление, поэтому вода и не выливается.

Ответ: Вода остаётся в стакане, так как давление, создаваемое атмосферой на поверхность окружающей воды и передаваемое на воду в стакане, больше, чем давление столба воды внутри самого стакана.

2) Этот опыт является классической демонстрацией силы атмосферного давления.

Решение:

На систему "вода в стакане и лист бумаги" действуют две основные силы по вертикали. Сверху вниз на лист бумаги давит вес столба воды. Давление, создаваемое столбом воды, можно рассчитать по формуле: $P_{воды} = \rho g h$, где $\rho$ – плотность воды (около $1000$ кг/м³), $\text{g}$ – ускорение свободного падения (около $9,8$ м/с²), и $\text{h}$ – высота столба воды.

Снизу вверх на лист бумаги давит воздух окружающей атмосферы. Это давление, называемое атмосферным ($P_{атм}$), при нормальных условиях составляет примерно $101325$ Паскалей.

Вода не выльется из стакана в том случае, если давление снизу (атмосферное) будет больше или равно давлению сверху (давление столба воды). То есть, если выполняется условие $P_{атм} \ge P_{воды}$.

Атмосферное давление способно уравновесить столб воды высотой около $10,3$ метров. Высота воды в обычном стакане значительно меньше этой величины (например, $0,1$ м). Поэтому давление, создаваемое водой в стакане, во много раз меньше атмосферного давления. Сила давления атмосферы, действующая на бумагу снизу, с запасом компенсирует силу тяжести воды, не давая ей вылиться. Бумага в данном случае играет роль герметичной перегородки, не пропускающей воздух в стакан и создающей поверхность, на которую действует разность давлений.

Ответ: Вода из стакана не выливается, а бумага кажется "приклеенной", потому что давление атмосферного воздуха, которое действует на лист бумаги снизу, значительно превышает давление, которое оказывает на него столб воды изнутри стакана.