Решебник по физике 7 класс Перышкин §38

1. Объясните, почему чем глубже находится слой жидкости, тем больше в нём давление, вызванное силой тяжести.

Чем глубже находится слой жидкости, тем больше в нем давление, вызванное силой тяжести, потому что верхние слои жидкости оказывают давление на слои жидкости, расположенные под ними. Те, в свою очередь, притягиваясь к земле, оказывают давление на слои расположенные ниже, а кроме того, передают им давление верхних слоев не только вниз, но и в соответствии с законом Паскаля по всем направлениям.

Чтобы показать, что давление внутри жидкости на одном и том же уровне во всех направлениях одинаковое, а на разных уровнях разное, можно провести опыт с трубкой, в которой пленка закрывает боковое отверстие. По мере опускания трубки в другой сосуд с водой, можно заметить, что пленка снова выпрямится, как только уровни воды в трубке и в сосуде сравняются. Это означает, что действующие на резиновую пленку силы одинаковы с обеих сторон.

Опустим теперь в банку с водой сосуд, дно которого может отпадать. Дно при этом не отпадет, а будет плотно прижатым к краю сосуда, так как на него действует сила давления воды, направленная снизу вверх. Будем осторожно наливать воду в сосуд. Мы заметим, что дно отпадет от сосуда, как только уровень воды в сосуде совпадет с уровнем воды в банке.

На рисунке дно отпадает от сосуда, потому что давление, направленное сверху вниз больше, чем давление, создаваемое водой в банке, направленное снизу вверх.

Давление газа, созданное его весом, можно не учитывать, когда он находится в закрытом сосуде с малым объемом, в этом случае его весом можно пренебречь.

Используя содержащуюся в тексте информацию, выдвиньте гипотезу, как зависит давление воды p от глубины погружения h. Запишите связь между p и h в виде формулы.

По данному тексту можно сделать вывод, что давление воды p зависит прямо пропорционально от глубины погружения h. Выведем формулу, связывающую p и h:

1) Сила, с которой вода давит на дно, равна весу этой жидкости. Вес жидкости равен силе тяжести P = mg.

2) Давление воды с учетом первого пункта будет равно p = \(\frac{mg}{S}\) .

3) Массу можно расписать, как m = ρV. Объем равен V = Sh, значит, m = ρSh .

4) Подставляем пункт 3) в формулу давления из пункта 2), получаем:

p = \(\frac{\rho Shg}{S}\) = ρgh, то есть p = ρgh.