Номер 2, страница 153 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

2. Чтобы доказать существование атмосферного давления, Отто Герике в 1654 г. в Магдебурге провел опыт: выкачал воздух из полости между двумя металлическими полушариями, сложенными вместе (рис. 143).

Рис. 143. Магдебургские полушария

Восемь пар лошадей не могли разорвать полушария, настолько велика сила давления атмосферы. Вычислите значение силы давления на магдебургские полушария площадью $2800 \text{ см}^2$ при нормальном атмосферном давлении.

2. Дано:

Площадь, $S = 2800 \text{ см}^2$

Давление, $P = P_{атм}$ (нормальное атмосферное давление)

Перевод в систему СИ:

$S = 2800 \text{ см}^2 = 2800 \cdot (10^{-2} \text{ м})^2 = 0,28 \text{ м}^2$

$P_{атм} \approx 101325 \text{ Па}$

Найти:

Силу давления, $F - ?$

Решение:

Сила давления, действующая на поверхность, определяется по формуле, связывающей давление $\text{P}$, силу $\text{F}$ и площадь $\text{S}$:

$P = \frac{F}{S}$

Отсюда силу можно выразить как:

$F = P \cdot S$

В данном опыте на внешнюю поверхность полушарий действует нормальное атмосферное давление. Так как воздух из полости между полушариями был выкачан, давлением внутри можно пренебречь. Сила атмосферного давления, сжимающая полушария, действует на площадь поперечного сечения сферы (площадь большого круга).

Подставим значения в систему СИ и вычислим силу:

$F = 101325 \text{ Па} \cdot 0,28 \text{ м}^2 = 28371 \text{ Н}$

Для наглядности можно перевести это значение в килоньютоны:

$F = 28371 \text{ Н} \approx 28,4 \text{ кН}$

Эта сила эквивалентна весу груза массой примерно 2,9 тонны ($m = F/g \approx 28371 / 9.8 \approx 2900 \text{ кг}$).

Ответ: значение силы давления на магдебургские полушария составляет 28371 Н.