Номер 2, страница 87 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Перышкин

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 39. Давление в жидкости и газе - номер 2, страница 87.

Решение.

1) Давление в жидкости зависит от глубины. На дне водоёма давление, действующее на пузырёк воздуха, складывается из атмосферного давления и гидростатического давления столба воды. При всплытии пузырька глубина уменьшается, следовательно, уменьшается и внешнее давление на него. Согласно закону Бойля-Мариотта, для газа при постоянной температуре произведение давления на объём есть величина постоянная ($p \cdot V = const$). Поэтому при уменьшении внешнего давления объём пузырька воздуха увеличивается.

Ответ: Объём пузырьков увеличивается, потому что при подъёме на них уменьшается гидростатическое давление воды.

2) Давление, которое жидкость оказывает на дно сосуда, определяется по формуле гидростатического давления: $p = \rho g h$, где $\rho$ – плотность жидкости, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, $\text{h}$ – высота столба жидкости. Когда воду из узкой мензурки перелили в широкую банку, объём воды остался прежним, но площадь дна увеличилась. Следовательно, высота столба воды $\text{h}$ уменьшилась. Так как давление прямо пропорционально высоте столба жидкости, давление на дно банки уменьшилось.

Ответ: Давление воды на дно уменьшилось, так как уменьшилась высота столба воды.

3) Этот опыт, известный как «бочка Паскаля», демонстрирует, что давление столба жидкости зависит от его высоты, а не от количества (объёма или веса) жидкости. Давление, создаваемое столбом воды в узкой трубке, рассчитывается по формуле $p = \rho g h$. Даже небольшое количество воды, налитое в высокую трубку, создаёт большую высоту столба $\text{h}$ и, следовательно, высокое давление $\text{p}$. Согласно закону Паскаля, это давление передаётся без изменений во все точки жидкости внутри бочки и на её стенки. Сила давления, действующая на внутреннюю поверхность бочки, равна произведению давления на площадь этой поверхности ($F = p \cdot S$). Так как площадь стенок бочки $\text{S}$ велика, результирующая сила $\text{F}$ оказывается огромной и способна разорвать бочку.

Ответ: Небольшое количество воды в высокой и узкой трубке создало большое гидростатическое давление, которое, по закону Паскаля, передалось на всю внутреннюю поверхность бочки. Из-за большой площади поверхности сила давления оказалась достаточной, чтобы разорвать бочку.

4) Давление на стенки трубы на различных высотах неодинаково. Гидростатическое давление зависит от высоты столба жидкости над точкой измерения ($p = \rho g h$). Чем глубже расположена точка, тем выше столб жидкости над ней и, соответственно, тем больше давление. Поэтому давление на стенки трубы будет минимальным у верхнего уровня воды в баке и максимальным у основания трубы, на глубине 10 м.

Ответ: Нет, давление на стенки трубы на различных высотах неодинаково. Оно увеличивается с глубиной.

5) Давления, которые испытывают боковые стенки бруска (левая и правая, передняя и задняя), одинаковы, если сравнивать точки, находящиеся на одной и той же глубине. Так как для любой точки на одной боковой стенке можно найти точку на противоположной стенке на той же глубине, то силы давления, действующие на эти стенки, в целом равны по модулю и противоположны по направлению, поэтому они компенсируют друг друга.

Давления, которые испытывают верхняя и нижняя грани бруска, неодинаковы. Нижняя грань находится на большей глубине, чем верхняя. Поскольку давление жидкости увеличивается с глубиной ($p = \rho g h$), давление на нижнюю грань бруска больше, чем давление на верхнюю грань. Эта разность давлений и создаёт выталкивающую силу (силу Архимеда).

Ответ: Давления, испытываемые противолежащими боковыми стенками на одной и той же глубине, одинаковы. Давление на нижнюю грань бруска больше, чем на верхнюю, так как нижняя грань находится на большей глубине.