Страница 159 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

1. С какой целью ставят опыт, изображённый на рисунке 99? Опишите, как этот опыт проводится и какой вывод из него следует.

1. Опыт, о котором идет речь, ставится с целью продемонстрировать и исследовать зависимость давления в жидкости от глубины.

Проведение опыта заключается в следующем. Используется высокий сосуд с жидкостью (например, водой) и прибор для измерения давления — жидкостный манометр. Манометр соединен с коробочкой, одна из стенок которой представляет собой гибкую резиновую мембрану. Эту коробочку опускают в сосуд с жидкостью. Давление, создаваемое столбом жидкости, действует на мембрану и передается через воздух в трубке к U-образному колену манометра, вызывая разность уровней жидкости в нем. Величина этой разности уровней является мерой давления жидкости на данной глубине. Погружая коробочку манометра на разную глубину, можно наблюдать, что чем больше глубина погружения, тем больше становится разность уровней в манометре. Это наглядно показывает, что давление растет с глубиной. Также, если на одной и той же глубине поворачивать мембрану в разные стороны (вверх, вниз, вбок), показания манометра не изменятся, что доказывает одинаковость давления по всем направлениям на одном уровне.

Из этого опыта следует основной вывод: давление внутри покоящейся жидкости увеличивается с глубиной. Кроме того, на одной и той же глубине давление одинаково по всем направлениям. Эта зависимость давления от глубины называется гидростатическим давлением и может быть рассчитана по формуле $p = \rho g h$, где $\rho$ – плотность жидкости, $g$ – ускорение свободного падения, а $h$ – глубина погружения.

Ответ: Цель опыта — экспериментально доказать, что давление в жидкости зависит от глубины. В ходе опыта датчик давления (манометр) опускают в жидкость на разную глубину и наблюдают за его показаниями. Вывод: давление внутри жидкости увеличивается с увеличением глубины, и на одном и том же уровне оно одинаково во всех направлениях.

2. Может ли звук распространяться в газах, жидкостях, твёрдых телах? Ответы подтвердите примерами.

Да, звук может распространяться в газах, жидкостях и твёрдых телах. Звук — это механическая волна, то есть распространение колебаний в упругой среде. Для распространения звука необходимо наличие вещества (среды), частицы которого могут колебаться и передавать эти колебания дальше. Рассмотрим распространение звука в каждой из этих сред.

В газах

Звук может распространяться в газах. Когда источник звука (например, голосовые связки или колокол) колеблется, он создаёт в прилегающем слое газа области сжатия и разрежения. Эти области попеременно передаются от одних частиц газа к другим, и звуковая волна распространяется.

Пример: Мы слышим речь других людей, пение птиц, шум ветра, раскаты грома — все эти звуки доходят до наших ушей через воздух, который является смесью газов.

В жидкостях

Звук также может распространяться в жидкостях. Поскольку частицы в жидкостях расположены гораздо ближе друг к другу, чем в газах, взаимодействие между ними сильнее, и колебания передаются быстрее. Поэтому скорость звука в жидкостях, как правило, значительно выше, чем в газах.

Пример: Дельфины и киты общаются с помощью звуков, распространяющихся в воде на огромные расстояния. Если, находясь под водой, ударить два камня друг о друга, звук будет хорошо и отчётливо слышен. Гидролокаторы (сонары) используют звуковые волны для исследования морского дна и обнаружения подводных объектов.

В твёрдых телах

Звук отлично распространяется и в твёрдых телах. В твёрдых телах частицы упакованы наиболее плотно и связаны между собой сильными межатомными силами. Это делает твёрдые тела очень хорошими проводниками звука. Колебания в них передаются очень быстро и с меньшими потерями энергии. Скорость звука в твёрдых телах самая высокая по сравнению с жидкостями и газами.

Пример: Если приложить ухо к длинному деревянному столу и попросить кого-нибудь постучать по другому концу, звук будет слышен очень хорошо. Звук приближающегося поезда можно услышать, приложив ухо к железнодорожному рельсу, задолго до того, как он станет слышен по воздуху.

Ответ: Да, звук может распространяться во всех трёх агрегатных состояниях вещества: в газах (например, в воздухе), в жидкостях (например, в воде) и в твёрдых телах (например, в металле, дереве или земле). Для распространения звука необходима среда, в вакууме звук не распространяется.