Ответьте на вопросы, страница 135 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Почему при погружении на большую глубину необходим скафандр?

2. Почему взрывы в воде опасны для обитателей всего водоема?

3. Почему мыльный пузырь имеет форму шара?

4. Почему сжатые газы хранят в толстостенных сосудах?

1. Почему при погружении на большую глубину необходим скафандр?

С увеличением глубины погружения в воду возрастает давление. Это гидростатическое давление, которое создает столб жидкости, и оно прямо пропорционально глубине. Рассчитать его можно по формуле $p = \rho g h$, где $\rho$ — это плотность жидкости, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, а $\text{h}$ — глубина. На каждые 10 метров глубины давление увеличивается примерно на одну атмосферу. Человеческое тело не приспособлено к таким высоким внешним давлениям, и без защиты оно будет просто раздавлено. Жесткий скафандр имеет прочный и герметичный корпус, который способен противостоять огромному внешнему давлению воды, поддерживая внутри комфортное для человека давление, близкое к атмосферному.

Ответ: Скафандр необходим для защиты человека от огромного гидростатического давления на больших глубинах, которое способно раздавить его тело. Прочный корпус скафандра выдерживает это давление.

2. Почему взрывы в воде опасны для обитателей всего водоема?

Вода, в отличие от воздуха, является практически несжимаемой средой. Согласно закону Паскаля, давление, производимое на жидкость, передается в любую точку без изменений во всех направлениях. Когда в воде происходит взрыв, он создает мощнейшую ударную волну — область очень высокого давления, которая быстро распространяется в воде. Из-за несжимаемости воды эта волна распространяется на большие расстояния, почти не теряя своей разрушительной силы. Ударная волна губительно действует на живые организмы, особенно на рыб. Она вызывает резкий перепад давления, который приводит к разрыву их внутренних органов, в частности плавательного пузыря. Поскольку волна охватывает значительную часть водоема, взрыв представляет опасность для обитателей на большом удалении от его эпицентра.

Ответ: Взрывы в воде опасны, потому что вода практически не сжимается и хорошо передает давление. Поэтому ударная волна от взрыва распространяется на большие расстояния, почти не ослабевая, и наносит смертельные повреждения (баротравмы) водным обитателям во всем водоеме.

3. Почему мыльный пузырь имеет форму шара?

Мыльный пузырь состоит из тонкой пленки мыльной воды, которая окружает порцию воздуха. На поверхность любой жидкости действуют силы поверхностного натяжения, которые стремятся сократить эту поверхность до минимально возможной площади. Это похоже на то, как растянутая резиновая пленка стремится сжаться. Из всех геометрических фигур, имеющих одинаковый объем, наименьшую площадь поверхности имеет шар. Поэтому, когда мыльный пузырь формируется, силы поверхностного натяжения его пленки, действуя равномерно во всех направлениях, придают ему сферическую форму, чтобы минимизировать площадь поверхности при заданном объеме воздуха внутри.

Ответ: Мыльный пузырь имеет форму шара из-за действия сил поверхностного натяжения, которые заставляют мыльную пленку принять форму с наименьшей возможной площадью поверхности, а такой формой для заданного объема является шар.

4. Почему сжатые газы хранят в толстостенных сосудах?

Сжатый газ — это газ, который находится под высоким давлением, то есть большое количество его молекул "упаковано" в малый объем. Молекулы газа находятся в постоянном хаотическом движении и непрерывно сталкиваются со стенками сосуда, в котором они заключены. Каждое такое столкновение создает небольшое усилие. При сжатии газа количество молекул в единице объема резко возрастает, что приводит к увеличению числа столкновений в секунду. В результате суммарная сила, действующая изнутри на стенки сосуда, становится очень большой. Чтобы сосуд (баллон) не деформировался и не взорвался под действием этого огромного внутреннего давления, его стенки должны быть очень прочными, то есть толстыми и сделанными из специальных материалов.

Ответ: Сжатые газы создают огромное давление на стенки сосуда изнутри. Толстостенные сосуды необходимы для того, чтобы выдерживать это высокое давление и предотвратить их разрушение или взрыв.