Номер 1, страница 162, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 4. Механика жидкостей и газов. Параграф 38. Исследовательские работы. Темы исследовательских и проектных работ - номер 1, страница 162.

Условие.

• Течение жидкости в природе.

Решение.

Введение

Течение жидкости в природе — это повсеместное явление, представляющее собой направленное движение жидких масс под действием различных сил. Этими силами могут быть гравитация, перепады давления, разница температур и плотностей, а также силы, создаваемые живыми организмами. Течения жидкостей играют фундаментальную роль в геологических, климатических и биологических процессах на Земле.

Виды течений

В природе встречаются два основных режима течения жидкости:

1. Ламинарное течение — это упорядоченное движение, при котором слои жидкости движутся параллельно друг другу, не перемешиваясь. Такой тип течения характерен для очень вязких жидкостей или для медленного движения. Примеры в природе: течение магмы, медленное движение грунтовых вод.

2. Турбулентное течение — это хаотическое, неупорядоченное движение, сопровождающееся образованием вихрей и интенсивным перемешиванием слоев жидкости. Большинство течений в природе являются турбулентными. Примеры: бурные горные реки, океанские течения, атмосферные потоки (воздух как газ также является текучей средой).

Примеры течения жидкости в природе

Реки и ручьи: Самый очевидный пример течения, вызванного силой тяжести. Вода движется от более высоких участков к более низким. Скорость течения зависит от уклона русла, его формы и шероховатости дна. Этот процесс формирует ландшафт, вызывая эрозию и перенос отложений. Для несжимаемой жидкости справедливо уравнение неразрывности потока: $S \cdot v = \text{const}$, где $\text{S}$ — площадь поперечного сечения потока, а $\text{v}$ — средняя скорость течения. Это означает, что в узких местах река течет быстрее.

Океанские течения: Это масштабные перемещения водных масс в Мировом океане. Поверхностные течения вызываются в основном ветром, в то время как глубинные (термохалинная циркуляция) возникают из-за разницы в плотности воды, которая зависит от температуры (термо) и солености (халин). Океанские течения являются ключевым элементом климатической системы Земли, перераспределяя тепло от экватора к полюсам.

Грунтовые воды: Вода, находящаяся в порах и трещинах горных пород в верхней части земной коры. Её движение, как правило, очень медленное (ламинарное) и происходит под действием градиента давления и силы тяжести. Грунтовые воды являются важнейшим источником питьевой воды.

Течение магмы и лавы: Движение расплавленных горных пород под земной корой (магма) и на её поверхности (лава). Это течение характеризуется чрезвычайно высокой вязкостью, и его скорость зависит от химического состава, температуры и содержания газов.

Биологические жидкости: Кровь в кровеносной системе животных и соки (вода с растворенными веществами) в проводящей системе растений также являются примерами течения жидкости в природе. Эти процессы обеспечивают транспорт питательных веществ, кислорода и продуктов обмена в живых организмах.

Физические основы

Течение жидкостей в природе подчиняется фундаментальным законам гидродинамики. Например, закон Бернулли, который для идеальной жидкости имеет вид $p + \frac{\rho v^2}{2} + \rho g h = \text{const}$, связывает давление $\text{p}$, скорость $\text{v}$ и высоту $\text{h}$ в текущей жидкости. Он объясняет, почему, например, в сужениях русла реки, где скорость потока возрастает, давление на дно может уменьшаться. Важную роль также играет вязкость — свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению её частей. Именно вязкость определяет, будет ли течение ламинарным или турбулентным.

Ответ: Течение жидкости в природе — это движение жидких сред (воды, магмы, биологических жидкостей) под действием сил гравитации, перепадов давления и плотности. Оно может быть ламинарным (спокойным) или турбулентным (вихревым). Ключевыми примерами являются реки, океанские течения, движение грунтовых вод и кровообращение. Эти процессы играют важнейшую роль в формировании климата и рельефа планеты, а также в поддержании жизни.