Упражнение 37 ГДЗ 7 класс (2022) (Физика)

а) 1 мм рт.ст =1,33 гПа
б) 740 мм рт.ст =986,59 гПа
в) 780 мм рт.ст =1039,91 гПа
2. На рисунке изображен водяной барометр, созданный Паскалем в 1646г. Какой столб воды в этом барометре при атмосферном давлении, равном 760 мм рт.ст.
h = 760 мм рт.ст /(10Н/кг * 1000 кг/м3) = 101308 Па / 10000 Н/м3 = 10,13 м
3. Из трубки длиной 1 м, запаянной с одного конца и с краном на другом конце, выкачали воздух. Поместив конец с краном в ртуть, открыли кран. Заполнит ли ртуть всю трубку? Если вместо ртути взять воду, заполнит ли она всю трубку?
Вода заполнит трубку полностью, а вот ртуть заполнит трубку только до высоты 760 мм.
4. Погрузите стакан в воду, переверните его под водой вверх дном и затем медленно вытаскивайте из воды. Почему пока края стакана находятся под водой, вода остается в стакане?
Давление столба воды в стакане будет компенсироваться атмосферным давлением.
5. В 1654г Отто Герике в г.Магдебурге, чтобы доказать существование атмосферного давления, произвел такой опыт: он выкачал воздух из полости между двумя металлическими полушариями, сложенными вместе. Давление атмосферы так сильно прижало олушария друг к другну, что их не могли разорвать восемь пар лошадей. Вычислите силу, сжимающую полушария, если считать, что она действует на площадь, равную 2800см2, а атмосферное давление равно 760 мм рт.ст.
F = 760 мм рт.ст * 133 *0.28 м2 = 28302,4 Н=28,3 кН
6. Налейте в стакан воду, закройте листом бумаги и , поддерживая лист рукой, переверните стакан вверх дном. Если теперь отнять руку от бумаги, то вода из стакана не выльеться. Почему? Ответ обоснуйте.
На лист бумаги будет действовать два давления. На нижнюю часть листа будет действовать атмосферное давление. А на верхнюю часть будет действовать жидкости в данном стакане. Так как давление атмосферы будет больше, то бумага остается как бы приклеенной к краю стакана.

Решение

1) Переведём давление из мм рт. ст. в гектопаскали, используя соотношение $$1\ \text{мм рт. ст.}=1{,}33\ \text{гПа}$$.

$$ \begin{aligned} \text{а)}\quad 1\ \text{мм рт. ст.} &= 1{,}33\ \text{гПа},\\ \text{б)}\quad 740\ \text{мм рт. ст.} &= 740\cdot 1{,}33=983{,}2\ \text{гПа},\\ \text{в)}\quad 780\ \text{мм рт. ст.} &= 780\cdot 1{,}33=1037{,}4\ \text{гПа}. \end{aligned} $$

2) Для водяного барометра используем формулу $$p=\rho gh$$, откуда

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

При $$p=760\ \text{мм рт. ст.}=101308\ \text{Па}$$, $$\rho=1000\ \text{кг/м}^3$$, $$g\approx 10\ \text{Н/кг}$$:

$$ h=\frac{101308}{1000\cdot 10}\approx 10{,}13\ \text{м}. $$

3) Ртуть не заполнит всю трубку: она поднимется только до высоты около $$760\ \text{мм}$$, так как атмосферное давление уравновешивает столб ртути. Вода заполнит трубку полностью, потому что для неё соответствующая высота столба значительно больше 1 м.

4) Пока края стакана находятся под водой, вода остаётся в стакане, потому что давление воды внутри стакана уравновешивается внешним давлением воды и атмосферным давлением.

5) Сила, сжимающая полушария:

$$ F=pS. $$

Переведём давление в паскали:

$$ p=760\cdot 133=101080\ \text{Па}. $$

Площадь:

$$ S=2800\ \text{см}^2=0{,}28\ \text{м}^2. $$

$$ F=101080\cdot 0{,}28=28302{,}4\ \text{Н}\approx 2{,}83\cdot 10^4\ \text{Н}=28{,}3\ \text{кН}. $$

6) Вода не выливается, потому что атмосферное давление, действующее снизу на лист бумаги, больше давления воды сверху. Поэтому лист прижимается к краю стакана и удерживает воду.

Ответ

1) а) $$1{,}33\ \text{гПа}$$; б) $$983{,}2\ \text{гПа}$$; в) $$1037{,}4\ \text{гПа}$$.

2) $$h\approx 10{,}13\ \text{м}$$.

3) Ртуть заполнит трубку только до $$760\ \text{мм}$$, вода — всю трубку.

4) Вода остаётся в стакане из-за уравновешивания давления воды атмосферным давлением.

5) $$F\approx 28{,}3\ \text{кН}$$.

6) Вода не выливается, так как атмосферное давление больше давления воды и прижимает бумагу к стакану.