Параграф 43 ГДЗ Иванов 7 класс (Физика)

Задача

Главная его часть – металлическая коробочка с волнистой (гофрированной) поверхностью. Из этой коробочки выкачан воздух, а чтобы атмосферное давление не раздавило коробочку, ее крышку пружиной оттягивают вверх. При увеличении атмосферного давления крышка прогибается вниз и натягивает пружину. При уменьшении давления пружина выпрямляет крышку. К пружине с помощью передаточного механизма прикреплена стрелка-указатель, которая передвигается вправо или влево при изменении давления. Под стрелкой укреплена шкала.
2. В каких единицах градуируют шкалы барометра-анероида?
Деления нанесены по показаниям ртутного барометра.
верхняя шкала- миллиметры ртутного столба
нижняя – гектопаскали
3. Объясните, почему атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты подъёма над уровнем моря.
Зная зависимость давления от высоты, можно по изменению показаний барометра определить высоту поднятия над уровнем моря. Анероиды, имеющие шкалу, по которой непосредственно можно отсчитать высоту поднятия, называют высотомерами. Их применяют в авиации и при подъемах на горы.
4. Какое давление называют нормальным атмосферным давлением?
Атмосферное давление, равное делению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 градусов С, называют нормальным
5. Что такое высотомер?
Зная зависимость давления от высоты, можно по изменению показаний барометра определить высоту поднятия над уровнем моря. Анероиды, имеющие шкалу, по которой непосредственно можно отсчитать высоту поднятия, называют высотомерами. Их применяют в авиации и при подъемах на горы.
Обсуди с товарищем
К динамометру подвешена тонкостенная трубка ртутного барометра. Что показывает динамометр? Будут ли меняться его показания при изменении внешнего давления?
Если к динамометру подвесить трубку, то он будет показывать вес трубки, так как действующее сверху на закрытый конец трубки давление наружного воздуха уравновешивается давлением воздуха, находящегося в трубке.
Упражнение 26.
1. Запишите показания барометра-анероида (см. рис. 137) по каждой шкале с учётом погрешности измерений, равной половине цены деления шкалы прибора.
(760-750)/10 = 1 мм.рт.ст
(1010-1000)/10 = 1 гПа
2. Почему объём воздушного шарика, наполненного гелием, увеличивается при подъёме от поверхности Земли?
Чем выше поднимается шар, тем меньше давление, которое его окружает. Объясняется тем, что в приземных слоях воздуха давление воздуха больше, чем в более высоких слоях атмосферы.
3. Рассчитайте высоту столба воды в водяном барометре, созданном Паскалем в 1646 г. (рис. 140). Атмосферное давление считать нормальным.
Решение
Так как вода будет оказывать такое же давление, как и ртуть, то h2=10.3 м
Ответ: 10,3 м
4. У подножия горы барометр показывает 1013 гПа, а на вершине 962 гПа. Какова примерно высота горы?
Решение:
На каждые 12 м подъема уменьшается на 1 мм.рт.ст, то высоту горы можно вычислить по разности давлений у подножия и на вершине
p1 — p2 = 1013гПа — 962гПа = 51 гПа = 38,2 мм.рт.ст
h = 38,2 · 12 = 456м
Ответ: 456 м
5. Лётчик поднял самолёт на высоту 2 км. Как изменилось показание барометра?
дельта p = ?·g·дельтаh = 1.3 кг/м3 · 10 м/с2 · 2000м = 26 000 Па = 26кПа
Ответ: 26кПа
6. Вычислите, с какой силой давит воздух на крышку стола длиной 1 м и шириной 60 см при нормальном атмосферном давлении.
Решение:
F = p·S = p·a·b = 1013 · 1 · 0.6 = 60 кН
Ответ: 60 кН

Подробный ответ

Вопросы

1. Главная часть барометра-анероида — металлическая коробочка с волнистой (гофрированной) поверхностью. Из неё выкачан воздух. Чтобы атмосферное давление не раздавило коробочку, её крышку пружина оттягивает вверх. При увеличении атмосферного давления крышка прогибается вниз и натягивает пружину, при уменьшении — пружина выпрямляет крышку. Через передаточный механизм движение передаётся стрелке, которая перемещается по шкале.

2. Шкалы барометра-анероида градуируют по показаниям ртутного барометра: верхняя шкала — в миллиметрах ртутного столба, нижняя — в гектопаскалях.

3. С увеличением высоты над уровнем моря давление воздуха уменьшается, потому что над данной точкой становится меньше слой воздуха, а значит, меньше его вес и давление.

4. Нормальным атмосферным давлением называют давление, равное давлению столба ртути высотой $$760\ \text{мм}$$ при температуре $$0^\circ\text{C}$$.

5. Высотомер — это барометр-анероид со шкалой, по которой непосредственно отсчитывают высоту подъёма над уровнем моря.

Обсуди с товарищем

Динамометр покажет вес трубки. При изменении внешнего давления его показания не изменятся, если трубка герметична: давление воздуха внутри трубки уравновешивает внешнее давление на закрытый конец.

Упражнение 26

1. Цена деления шкал:

$$ \frac{760-750}{10}=1\ \text{мм рт. ст.} $$
$$ \frac{1010-1000}{10}=1\ \text{гПа} $$

Показания барометра-анероида по рисунку: $$760\ \text{мм рт. ст.}$$ и $$1010\ \text{гПа}$$. Погрешность измерения равна половине цены деления, то есть $$\pm 0{,}5\ \text{мм рт. ст.}$$ и $$\pm 0{,}5\ \text{гПа}$$.

2. При подъёме шарика давление окружающего воздуха уменьшается. Поэтому гелий в шарике расширяется, и объём шарика увеличивается.

3. Для водяного барометра:

$$ p=\rho gh $$
$$ h=\frac{p}{\rho g} $$

При нормальном атмосферном давлении $$p=101300\ \text{Па}$$, $$\rho=1000\ \text{кг/м}^3$$, $$g\approx 9{,}8\ \text{м/с}^2$$:

$$ h=\frac{101300}{1000\cdot 9{,}8}\approx 10{,}3\ \text{м} $$

Ответ: $$10{,}3\ \text{м}$$.

4. Разность давлений:

$$ \Delta p=1013-962=51\ \text{гПа} $$

Переведём в миллиметры ртутного столба:

$$ 51\ \text{гПа}\approx 38{,}2\ \text{мм рт. ст.} $$

Если на каждые $$1\ \text{мм рт. ст.}$$ подъёма приходится примерно $$12\ \text{м}$$, то

$$ h=38{,}2\cdot 12\approx 456\ \text{м} $$