Номер 3, страница 125 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Задание 27. Параграф 37. Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 3, страница 125.

Условие.

3. Проделайте опыт, показанный на рисунке 107. Зарисуйте или сфотографируйте результаты опыта при различном сжатии шарика, дайте им объяснение.

Решение.

Решение 2.

Решение

В данном опыте исследуется явление передачи давления в жидкостях.

Результаты опыта

Для проведения опыта необходимо взять резиновый шарик, наполнить его водой и проделать в нем несколько небольших отверстий в разных местах. Далее наблюдаем за поведением воды при различном сжатии шарика.

1. Если шарик просто держать, не сдавливая, то из отверстий будут вытекать струйки воды. При этом струи из нижних отверстий будут сильнее, чем из верхних. Это объясняется действием гидростатического давления, которое зависит от высоты столба жидкости: чем глубже отверстие, тем выше давление и тем сильнее струя. Гидростатическое давление рассчитывается по формуле $p_{гидрост} = \rho g h$, где $\rho$ – плотность жидкости, $g$ – ускорение свободного падения, $h$ – высота столба жидкости над отверстием.
2. Если начать слегка сжимать шарик, то можно заметить, что из всех отверстий, независимо от их расположения, струи воды станут бить сильнее.
3. При увеличении силы сжатия напор воды во всех струйках будет возрастать еще больше. Чем сильнее сжимать шарик, тем с большей скоростью и на большее расстояние будет вылетать вода из всех отверстий.

Объяснение

Наблюдаемое явление объясняется законом Паскаля. Этот закон гласит, что давление, производимое на жидкость или газ в замкнутом объеме, передается в любую точку без изменений во всех направлениях.

Когда мы сжимаем шарик, мы прикладываем внешнюю силу, которая создает дополнительное давление $p_{внешн}$ на поверхность воды. Согласно закону Паскаля, это внешнее давление равномерно передается по всему объему воды и добавляется к уже существующему гидростатическому давлению в каждой точке. Таким образом, общее давление у любого отверстия становится равным:

$p_{общ} = p_{гидрост} + p_{внешн}$

Именно это увеличение общего давления приводит к тому, что вода выталкивается из всех отверстий с большей силой. Чем сильнее внешнее воздействие (сжатие), тем больше $p_{внешн}$, и, соответственно, тем интенсивнее вытекают струи воды. Опыт наглядно демонстрирует принцип действия закона Паскаля.

Ответ: При сжатии шарика, наполненного водой, струи воды из всех отверстий начинают бить с большей силой. Это происходит потому, что создаваемое внешнее давление, в соответствии с законом Паскаля, передается в каждую точку жидкости, увеличивая общее давление и, как следствие, скорость вытекания воды.