Задание 1, страница 134 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 1

По графику на рис. 116 определите давление на глубине 5 м, 10 м, 15 м. Рассчитайте давление воды на указанных глубинах по формуле. Сравните полученные значения.

Рис. 116. График зависимости давления воды от глубины погружения

Определение давления по графику

Проанализируем график зависимости давления $\text{p}$ (в кПа) от глубины $\text{h}$ (в м). Для определения давления на заданной глубине, найдем эту глубину на горизонтальной оси, поднимемся до линии графика и определим соответствующее значение на вертикальной оси.

- При глубине $h = 5$ м, соответствующее давление на графике составляет $p = 50$ кПа.

- При глубине $h = 10$ м, соответствующее давление на графике составляет $p = 100$ кПа.

- При глубине $h = 15$ м, соответствующее давление на графике составляет $p = 150$ кПа.

Ответ: По данным графика, давление на глубинах 5 м, 10 м и 15 м равно 50 кПа, 100 кПа и 150 кПа соответственно.

Дано:

$h_1 = 5$ м

$h_2 = 10$ м

$h_3 = 15$ м

$\rho = 1000$ кг/м³ (плотность воды)

$g \approx 10$ Н/кг (ускорение свободного падения)

Все данные представлены в единицах СИ.

Найти:

$p_1, p_2, p_3$

Решение:

Давление столба жидкости рассчитывается по формуле гидростатического давления: $p = \rho g h$.

Используем табличное значение плотности пресной воды $\rho = 1000$ кг/м³. Значение $g \approx 10$ Н/кг выбрано для соответствия данным на графике (при $h = 10$ м, давление $p = 100$ кПа, что соответствует $1000 \cdot 10 \cdot 10 = 100000$ Па).

1. Расчет для глубины $h_1 = 5$ м:

$p_1 = 1000 \, \text{кг/м³} \cdot 10 \, \text{Н/кг} \cdot 5 \, \text{м} = 50000 \, \text{Па} = 50 \, \text{кПа}$.

2. Расчет для глубины $h_2 = 10$ м:

$p_2 = 1000 \, \text{кг/м³} \cdot 10 \, \text{Н/кг} \cdot 10 \, \text{м} = 100000 \, \text{Па} = 100 \, \text{кПа}$.

3. Расчет для глубины $h_3 = 15$ м:

$p_3 = 1000 \, \text{кг/м³} \cdot 10 \, \text{Н/кг} \cdot 15 \, \text{м} = 150000 \, \text{Па} = 150 \, \text{кПа}$.

Ответ: Расчетное давление на глубинах 5 м, 10 м и 15 м составляет 50 кПа, 100 кПа и 150 кПа соответственно.

Сравним значения давления, полученные из графика, со значениями, рассчитанными по формуле для каждой глубины:

- Глубина 5 м: Давление по графику (50 кПа) = Расчетное давление (50 кПа).

- Глубина 10 м: Давление по графику (100 кПа) = Расчетное давление (100 кПа).

- Глубина 15 м: Давление по графику (150 кПа) = Расчетное давление (150 кПа).

Во всех трех случаях значения, определенные по графику, полностью совпадают со значениями, рассчитанными по формуле.

Ответ: Значения давления, определенные по графику и рассчитанные по формуле, равны.