Номер 4, страница 151 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Ответь на вопросы. § 44. Манометры. Поршневой жидкостный насос. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 4, страница 151.

4. Каковы устройство и принцип действия металлического манометра?

Каковы устройство и принцип действия металлического манометра?

Металлический манометр, также известный как манометр Бурдона, — это прибор для измерения избыточного давления (давления, превышающего атмосферное).

Устройство:
Основным чувствительным элементом является согнутая по дуге полая металлическая трубка овального сечения — трубка Бурдона, один конец которой герметично запаян.
Другой (открытый) конец трубки через штуцер соединяется с сосудом, в котором необходимо измерить давление.
Запаянный, свободный конец трубки связан с передаточным механизмом, который состоит из системы рычагов и зубчатого сектора.
Зубчатый сектор находится в зацеплении с маленькой шестерней, на оси которой закреплена стрелка-указатель.
Стрелка перемещается вдоль шкалы, которая проградуирована в единицах давления (например, в паскалях (Па), атмосферах (атм) или барах (бар)).

Принцип действия:
Принцип работы манометра основан на упругой деформации трубки Бурдона. Когда газ или жидкость под давлением поступает в трубку, это давление действует на ее внутренние стенки. Из-за овальной формы сечения и разницы площадей внешней и внутренней поверхностей дуги, возникающая сила стремится распрямить трубку. Чем выше давление, тем сильнее распрямляется трубка. Это движение свободного конца трубки через передаточный механизм преобразуется во вращательное движение стрелки. Угол поворота стрелки пропорционален измеряемому давлению, что позволяет определять его значение по шкале.

Ответ: Устройство металлического манометра включает в себя изогнутую полую трубку (трубку Бурдона), передаточный механизм (рычаги и зубчатая передача), стрелку и шкалу. Принцип действия основан на том, что под действием измеряемого давления трубка упруго деформируется (распрямляется), и это движение через передаточный механизм заставляет стрелку поворачиваться и указывать на шкале значение давления.

5. На каком явлении основано действие металлического манометра?

Действие металлического манометра основано на явлении упругой деформации твердого тела (в данном случае металлической трубки) под действием силы.
Давление $p$ измеряемой среды (газа или жидкости) создает силу $F$, действующую на внутреннюю поверхность трубки площадью $S$. Эта сила связана с давлением соотношением $p = F/S$.
Под действием этой силы трубка упруго деформируется — изменяет свою кривизну. В пределах упругости величина деформации прямо пропорциональна приложенной силе (что описывается законом Гука), а следовательно, и давлению. Именно эта зависимость деформации от давления и лежит в основе работы прибора.

Ответ: Действие металлического манометра основано на явлении зависимости упругой деформации металлической трубки от величины давления действующей на нее жидкости или газа.