Номер 438, страница 54 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. 20. Вес воздуха. Атмосферное давление. Опыт Торричелли. Гидравлические механизмы - номер 438, страница 54.

Решение.

Решение

Вода не выливается из перевёрнутого стакана, потому что её удерживает давление атмосферного воздуха. На лист бумаги, прижатый к краям стакана, действуют две основные силы в вертикальном направлении:

1. Сила давления столба воды, направленная вниз. Давление воды на бумагу рассчитывается по формуле гидростатического давления: $p_{воды} = \rho g h$, где $\rho$ – плотность воды, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $\text{h}$ – высота столба воды в стакане.

2. Сила атмосферного давления, направленная вверх. Окружающий воздух давит на все поверхности, в том числе и на внешнюю поверхность листа бумаги. Это давление называется атмосферным ($p_{атм}$).

Вода не выливается потому, что сила давления атмосферного воздуха, действующая на бумагу снизу, оказывается больше, чем сила давления (веса) воды, действующая на бумагу сверху. То есть, выполняется условие:

$p_{атм} > p_{воды}$

Нормальное атмосферное давление составляет около 101 300 Па. Такое давление способно уравновесить столб воды высотой примерно 10,3 метра. Высота воды в обычном стакане намного меньше, поэтому создаваемое ею давление незначительно по сравнению с атмосферным.

Кроме того, силы поверхностного натяжения воды помогают создать герметичное прилегание бумаги к краям стакана, не позволяя воздуху проникнуть внутрь.

Ответ: Вода не выливается из перевёрнутого стакана, потому что давление атмосферного воздуха на лист бумаги снизу значительно превышает давление столба воды в стакане на этот же лист сверху.