Номер 3, страница 128 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Ответь на вопросы. Параграф 38. Давление в жидкости и газе, вызванное действием силы тяжести. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 3, страница 128.

Условие.

3. Почему в опыте, изображённом на рисунке 113, дно отпадает от сосуда?

Решение.

Решение 2.

В опыте, который демонстрирует действие гидростатического давления, используется полый цилиндрический сосуд без дна и отдельный легкий диск (дно), который прикладывается к нижнему торцу сосуда.

Когда сосуд с прижатым дном опускают в воду, на дно начинает действовать выталкивающая сила со стороны воды, направленная вверх. Эта сила возникает из-за гидростатического давления воды. Давление на нижнюю поверхность дна больше, чем на верхнюю (где давление атмосферное), и эта разница давлений удерживает дно прижатым к сосуду. Сила давления воды $F_{внеш}$ определяется по формуле $F_{внеш} = p \cdot S$, где $p = \rho \cdot g \cdot h$ — гидростатическое давление воды на глубине $h$, а $S$ — площадь дна.

Затем в сосуд начинают осторожно наливать воду. Эта вода создает давление, направленное вниз, на верхнюю поверхность дна. Пока уровень воды внутри сосуда ниже уровня воды снаружи, сила давления внешней воды больше, и дно остается на месте.

Дно отпадает в тот момент, когда сила давления столба жидкости внутри сосуда становится равной или чуть большей, чем сила давления жидкости снаружи. Это происходит, когда уровень воды внутри сосуда практически сравнивается с уровнем воды снаружи. В этот момент давление на дно сверху (от воды в сосуде) уравновешивает давление снизу (от воды в большом резервуаре), и под действием собственной силы тяжести дно отпадает.

Ответ: Дно отпадает от сосуда, потому что давление столба воды, налитой внутрь сосуда, становится равным или превышает давление воды снаружи сосуда на той же глубине. В результате сила, действующая на дно сверху, уравновешивает или превосходит выталкивающую силу, действующую на дно снизу, и оно падает под действием силы тяжести.

4. Давление газа широко используется человеком в различных областях техники и быта. Вот несколько примеров:
1. Автомобильные и велосипедные шины. Воздух или другой газ накачивается в шины под давлением. Это давление позволяет шине поддерживать вес транспортного средства, амортизировать неровности дороги и обеспечивать необходимое сцепление с поверхностью.
2. Аэрозольные баллончики (дезодоранты, краски, освежители воздуха). Внутри баллона находится вещество и газ-пропеллент под высоким давлением. При нажатии на клапан давление газа выталкивает содержимое наружу в виде распыленной струи.
3. Пневматические инструменты. Отбойные молотки, гайковерты, дрели и другие инструменты могут работать на сжатом воздухе. Энергия сжатого газа преобразуется в механическую работу, заставляя двигаться рабочие части инструмента.
4. Газированные напитки. Углекислый газ растворяют в напитках под давлением. При открытии бутылки давление падает, и газ начинает выделяться в виде пузырьков, что создает эффект "газировки".
5. Газовые баллоны для сварки, дайвинга, медицины. Газы (кислород, ацетилен, сжатый воздух) хранятся в баллонах под очень высоким давлением, что позволяет вместить большое количество газа в относительно небольшой объем.
6. Пневматические тормозные системы. В грузовых автомобилях, автобусах и поездах используется тормозная система, работающая на сжатом воздухе. Давление воздуха используется для приведения в действие тормозных колодок.

Ответ: Примеры использования давления газа: накачивание шин, работа аэрозольных баллончиков, пневматических инструментов и тормозных систем, газирование напитков, хранение газов в баллонах.