Номер 4, страница 97 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Перышкин

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 42. Вес воздуха. Атмосферное давление - номер 4, страница 97.

Решение.

В представленном решении задачи допущена неточность в значении нормального атмосферного давления. В условии указано значение $p \approx 1000 \text{ гПа} = 100 000 \text{ Па}$, что является округленным значением. Стандартное значение нормального атмосферного давления составляет $p_0 = 101 325 \text{ Па}$. Расчет силы будет более точным при использовании стандартного значения. Ниже представлено развернутое решение задачи с использованием стандартного значения.

С какой силой на эту поверхность давит воздух?

Дано:

$S = 1,5 \text{ м²}$

$p = p_0$ (нормальное атмосферное давление)

Перевод в систему СИ:
$p_0 = 101 325 \text{ Па}$

Найти:

$\text{F}$

Решение:

Давление ($\text{p}$) определяется как отношение силы ($\text{F}$), действующей перпендикулярно поверхности, к площади ($\text{S}$) этой поверхности.
$p = \frac{F}{S}$
Из этой формулы можно выразить силу давления:
$F = p \cdot S$
Подставим числовые значения в формулу:
$F = 101 325 \text{ Па} \cdot 1,5 \text{ м²} = 151 987,5 \text{ Н}$
Для удобства представим результат в килоньютонах ($1 \text{ кН} = 1000 \text{ Н}$):
$F = \frac{151 987,5}{1000} \text{ кН} \approx 152 \text{ кН}$
Это сила, эквивалентная весу тела массой около 15 тонн.

Ответ: На поверхность крышки стола воздух давит с силой приблизительно $152 \text{ кН}$.

Почему крышка стола не проваливается?

Решение:

Атмосферный воздух оказывает давление на все поверхности, с которыми соприкасается. Согласно закону Паскаля, давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях.
Это означает, что воздух давит на крышку стола не только сверху, но и снизу, а также с боков. Сила давления, действующая на нижнюю поверхность крышки стола, направлена вверх и практически равна по величине силе, действующей на верхнюю поверхность и направленной вниз.
$F_{вниз} \approx F_{вверх}$
Поскольку эти две огромные силы направлены в противоположные стороны, они уравновешивают (компенсируют) друг друга. Результирующая сила, действующая на стол из-за атмосферного давления, близка к нулю. Поэтому стол не проваливается и ему приходится выдерживать только собственный вес и вес предметов, находящихся на нем.

Ответ: Крышка стола не проваливается, так как воздух давит на нее с практически одинаковой силой со всех сторон, в том числе снизу. Сила давления сверху компенсируется силой давления снизу.