Номер 3, страница 96 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Перышкин

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 42. Вес воздуха. Атмосферное давление - номер 3, страница 96.

Решение.

1) Изначально давление воздуха над водой внутри склянки и давление воздуха под колоколом одинаковы и равны атмосферному. Когда с помощью насоса начинают откачивать воздух из-под колокола, давление снаружи склянки падает, становится разреженным. В то же время давление воздуха, запертого в склянке над поверхностью воды, остается прежним, близким к атмосферному.

Таким образом, создается значительная разность давлений между воздухом внутри склянки и воздухом снаружи. Давление воздуха внутри склянки давит на поверхность воды. Это давление передается по закону Паскаля во все точки жидкости. Поскольку давление у верхнего конца трубки, находящегося в разреженном пространстве под колоколом, намного ниже, чем давление внутри, вода под действием избыточного внутреннего давления выталкивается вверх по трубке, образуя фонтан.

Ответ: Фонтан воды бьёт из-за того, что давление воздуха внутри склянки становится значительно больше, чем давление разреженного воздуха под колоколом. Эта разность давлений выталкивает воду из склянки через трубку.

2) В начальный момент времени давление воздуха внутри закупоренной склянки и снаружи (под колоколом) одинаково и равно атмосферному. Силы давления, действующие на пробку со стороны воздуха внутри и снаружи, уравновешивают друг друга.

Когда воздух откачивают из-под колокола, внешнее давление на пробку сильно уменьшается. Давление воздуха, который остался запертым внутри склянки, не изменяется и остается равным атмосферному. Возникает разность давлений, направленная изнутри наружу. Эта разность давлений создает выталкивающую силу $\text{F}$, действующую на пробку: $F = (P_{внутри} - P_{снаружи}) \cdot S$, где $\text{S}$ — площадь поперечного сечения пробки. Когда эта сила становится больше силы трения, удерживающей пробку в горлышке склянки, пробка вылетает.

Ответ: Пробка вылетает, потому что давление воздуха, запертого внутри склянки, оказывается значительно больше внешнего давления под колоколом. Возникшая из-за этой разности давлений сила выталкивает пробку наружу.