Номер 7, страница 153 - гдз по физике 9 класс учебник Шахмаев, Бунчук

Глава 9. Гидро- и аэростатика. Параграф 34. Давление внутри покоящейся жидкости - номер 7, страница 153.

Условие.

7. На рисунке 123 показаны шлюз и схема шлюзования судна. Рассмотрите рисунок и объясните принцип действия шлюзов.

Рис. 123

Решение.

Шлюз — это гидротехническое сооружение на судоходном пути (реке или канале), предназначенное для подъема или опускания судов с одного уровня воды (называемого бьефом) на другой. Принцип действия шлюза основан на законе сообщающихся сосудов.
На рисунке показан процесс опускания судна с верхнего уровня воды на нижний (шлюзование), который происходит в несколько этапов:

1. Судно из верхнего бьефа (участок с высоким уровнем воды) заходит в камеру шлюза через открытые верхние ворота. Нижние ворота при этом закрыты. Уровень воды в камере равен уровню воды в верхнем бьефе (рис. 1).

2. После того как судно полностью вошло в камеру, верхние ворота закрываются. Камера становится изолированным бассейном. Затем открываются специальные клапаны (задвижки) в нижних воротах, и вода из камеры начинает перетекать в нижний бьеф, так как уровень воды в нем ниже. Уровень воды в камере вместе с судном начинает плавно понижаться (рис. 2).

3. Вода вытекает до тех пор, пока ее уровень в камере не сравняется с уровнем воды в нижнем бьефе. В этот момент судно оказывается на одном уровне с нижним участком водного пути (рис. 3).

4. Когда уровни воды выравниваются, открываются нижние ворота, и судно может покинуть камеру шлюза, продолжая свой путь по нижнему бьефу (рис. 4).

Для подъема судна с нижнего бьефа на верхний процесс происходит в обратном порядке: судно заходит в камеру с низким уровнем воды, ворота за ним закрываются, камера через клапаны в верхних воротах наполняется водой из верхнего бьефа до его уровня, после чего открываются верхние ворота.

Ответ: Принцип действия шлюзов заключается в подъеме или опускании судов за счет изменения уровня воды в герметичной камере, расположенной между двумя участками водного пути с разной высотой. Это достигается путем последовательного соединения камеры с верхним, а затем с нижним бьефом (или наоборот), что позволяет воде перетекать из одного сосуда в другой под действием силы тяжести до выравнивания уровней, как в сообщающихся сосудах.