Номер 444, страница 55 - 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 444, страница 55.

Решение.

Решение

На крышку стола, как и на любое тело на поверхности Земли, давит столб воздуха, простирающийся до верхних границ атмосферы. Этот вес воздуха создает значительное атмосферное давление. Однако крышка стола не проваливается, потому что воздух оказывает давление не только на верхнюю поверхность, но и на все остальные, включая нижнюю.

Согласно закону Паскаля, давление в газе (в данном случае, в воздухе) передается одинаково по всем направлениям. Это означает, что воздух, находящийся под столом, давит на нижнюю поверхность крышки с силой, направленной вверх.

Поскольку толщина крышки стола очень мала по сравнению с высотой атмосферы, можно считать, что атмосферное давление над столом и под столом одинаково. Сила давления $\text{F}$ определяется как произведение давления $\text{P}$ на площадь поверхности $\text{S}$, к которой оно приложено: $F = P \cdot S$.

Таким образом, на верхнюю поверхность крышки действует сила давления, направленная вниз, $F_{\text{вниз}} = P_{\text{атм}} \cdot S$.

Одновременно на нижнюю поверхность крышки действует практически такая же по величине сила, направленная вверх, $F_{\text{вверх}} = P_{\text{атм}} \cdot S$.

Эти две силы равны по модулю и противоположны по направлению, поэтому они компенсируют (уравновешивают) друг друга: $F_{\text{вверх}} \approx F_{\text{вниз}}$. В результате результирующая сила, действующая на крышку стола из-за атмосферного давления, близка к нулю, и стол не испытывает деформации.

Ответ: Крышка стола не проваливается под весом воздуха, потому что сила давления воздуха, действующая на её нижнюю поверхность (направленная вверх), практически равна силе давления воздуха, действующей на её верхнюю поверхность (направленную вниз), и эти силы уравновешивают друг друга.