Конспект по физике 7 класс параграф 39 + Ответы на вопросы. Краткое содержание § 39. РАСЧЕТ ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ НА ДНО И СТЕНКИ СОСУДА по учебнику Пёрышкина (базовый уровень). Конспект по пунктам параграфа. Код материалов: Физика Конспект №39.
Конспект § 39. РАСЧЕТ ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ НА ДНО И СТЕНКИ СОСУДА
§ 39 кратко (малый конспект)
Давление жидкости на дно и стенки сосуда рассчитывается по универсальной формуле p = ρgh, где ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, а h — глубина (высота столба жидкости). Ключевой вывод заключается в том, что это давление зависит только от плотности жидкости и глубины, но не зависит от формы сосуда и площади его дна. Это явление, известное как гидростатический парадокс, демонстрирует, что сила давления на дно может не совпадать с общим весом жидкости в сосуде: в сужающемся кверху сосуде сила давления больше веса, в расширяющемся — меньше, а в цилиндрическом — равна ему. Таким образом, для сосудов с одинаковой площадью дна, заполненных одной жидкостью до одного уровня, сила давления на дно будет одинаковой, даже если количество жидкости в них разное.
Большой конспект параграфа
Давление жидкости на дно и стенки сосуда определяется формулой p = ρgh, где ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, h — высота столба жидкости.
Ключевые выводы:
- Давление зависит только от плотности жидкости и высоты её столба, но не зависит от формы сосуда и площади его дна.
- Формула p = ρgh универсальна: по ней можно рассчитать давление жидкости на дно сосуда любой формы, а также давление на стенки на заданной глубине h. Это следует из закона Паскаля о равномерной передаче давления.
Пример расчёта: Для столба ртути высотой h = 0,15 м (ρ = 13 600 кг/м³) давление на дно составляет:
p = 13600 * 10 * 0,15 = 20 400 Па = 20,4 кПа.
Пример оформления задачи в тетради:
Это любопытно…
Гидростатический парадокс заключается в том, что сила давления жидкости на дно зависит только от высоты столба и плотности жидкости, но не от формы сосуда или общего веса жидкости в нём. Это подтверждается опытом: если в сосуды с одинаковой площадью дна, но разной формы налить жидкость до одного уровня, сила давления на дно будет одинаковой, хотя масса (вес) жидкости в них разная. В эксперименте прогиб резиновой мембраны-дна и отклонение стрелки идентичны для всех сосудов при равном уровне.
Ключевой вывод: вес жидкости в сосуде и сила давления на его дно могут не совпадать. В расширяющемся кверху сосуде сила давления меньше веса, в сужающемся — больше, а в цилиндрическом — равна ему.
Ответы на Вопросы на стр.131
❓ 1. Чем определяется давление жидкости на дно сосуда?
Давление жидкости на дно сосуда определяется плотностью жидкости (ρ) и высотой её столба (h). Оно рассчитывается по формуле p = ρgh, где g — ускорение свободного падения. Важно, что это давление не зависит от формы сосуда и площади его дна.
❓ 2. Почему для расчёта давления жидкости на дно и стенки сосуда можно использовать одну и ту же формулу?
Потому что давление в жидкости на заданной глубине передаётся по всем направлениям одинаково (закон Паскаля). Следовательно, давление на стенку на глубине h будет таким же, как и давление на горизонтальную площадку на той же глубине, включая дно. Поэтому универсальная формула p = ρgh применима в обоих случаях.
❓ 3. Как рассчитать давление внутри жидкости на глубине h?
Давление внутри жидкости на глубине h рассчитывается по формуле гидростатического давления: p = ρgh, где ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения (≈ 9,8 Н/кг или 10 Н/кг для приближённых расчётов). Это давление создаётся весом столба жидкости, находящегося выше рассматриваемой точки.
Ответ на УПРАЖНЕНИЕ 22
❓ 1. Вычислите давление жидкости плотностью 1800 кг/м3 на дно сосуда, если высота столба жидкости 0,1 м.
p = ρgh = 1800 кг/м³ • 10 Н/кг • 0,1 м = 1800 Па = 1,8 кПа.
❓ 2. На сколько давление воды на глубине 10 м больше, чем на глубине 1 м?
Разность давлений Δp = ρgΔh. Для воды (ρ = 1000 кг/м³, g ≈ 10 Н/кг) и разности глубин Δh = 9 м (10 м — 1 м) получаем: Δp = 1000 • 10 • 9 = 90 000 Па = 90 кПа.
❓ 3. В ёмкости, наполненной нефтью до верха, на расстоянии 140 см от крышки имеется кран (рис. 116). Определите давление на кран.
Давление на кран создаётся столбом нефти от крышки до крана. Глубина h = 140 см = 1,4 м. Плотность нефти ρ ≈ 800 кг/м³ (типовое значение, если не указано иное в учебнике). Тогда p = ρgh = 800 • 10 • 1,4 = 11 200 Па = 11,2 кПа.
❓ 4. * Сосуд, имеющий форму, показанную на рисунке 117, заполнен водой. Рассчитайте давление на каждую из четырёх пробок.
Для расчёта нужна глубина каждой пробки от поверхности воды. Из описания: высота центральной секции 2 м, уровень воды во всех сообщающихся секциях одинаков и равен 2 м.
Пробка 1 (слева, вверху): Секция слева на 1 м ниже центральной, значит, её высота 1 м. Пробка 1 вверху, её глубина h1 = 2 м — 1 м = 1 м;
p1 = ρgh1 = 1000 • 10 • 1 = 10 000 Па.
Пробка 3 (слева, внизу): Находится внизу левой секции, её глубина h3 = 2 м;
p3 = 1000 • 10 • 2 = 20 000 Па.
Пробка 2 (справа, вверху): Секция справа на 1,5 м меньше центральной, её высота 0,5 м. Пробка 2 вверху, её глубина h2 = 2 м — 0,5 м = 1,5 м.
p2 = 1000 • 10 • 1,5 = 15 000 Па.
Пробка 4 (справа, внизу): Находится внизу правой секции, её глубина h4 = 2 м.
p4 = 1000 • 10 • 2 = 20 000 Па.
[/spoiler]
❓ 5. В сосуд налиты две несмешивающиеся жидкости, одна поверх другой. Высота каждого слоя 3 см. Найдите давление жидкости на расстоянии 2 см от дна сосуда, если внизу находится вода, а сверху — машинное масло.
ОТВЕТ: 370 Па.
Краткое решение. Точка на расстоянии 2 см от дна находится внутри нижнего слоя (воды). Полное давление складывается из давлений обоих слоёв. Высота масляного слоя h_м = 0,03 м, его плотность ρ_м ≈ 900 кг/м³. Высота водяного столба выше точки: h_в = 0,01 м (так как от дна 2 см, а весь слой воды 3 см), ρ_в = 1000 кг/м³.
p = ρ_м • g • h_м + ρ_в • g • h_в = (900 • 10 • 0,03) + (1000 • 10 • 0,01) = 270 + 100 = 370 Па. Если нужно подробное решение, то смотрите спойлер ниже.
[/spoiler]
[spoiler title=»Нажмите на спойлер, чтобы увидеть ОФОРМЛЕНИЕ»] 
[/spoiler]
Ответ на ЗАДАНИЕ 28
1. Возьмите пластиковую бутылку объёмом 1,5—2 л (или высокий сосуд). На одной вертикали проткните несколько отверстий. Заполните бутылку водой. Наблюдайте за вытекающими струями. Зарисуйте или сфотографируйте наблюдаемую картину. Объясните её.
Струи воды будут вытекать с разной скоростью и на разное расстояние. Нижняя струя будет самой мощной и длинной, верхняя — самой слабой и короткой. Это происходит потому, что давление в жидкости увеличивается с глубиной (p = ρgh). Чем ниже отверстие, тем больше давление воды на этом уровне, тем с большей силой она выталкивается наружу.
2. Возьмите пластиковую бутылку. Отрежьте её дно и отвинтите крышку. По диаметру горлышка вырежьте кружочек из плотной бумаги или тонкого картона. Через центр кружочка проденьте нить с узелком на конце. Длина нити должна быть больше высоты бутылки. Нить пропустите через бутылку. Удерживая кружок прижатым к горлышку с помощью нити, опустите бутылку в воду, горлышком вниз. Отпустите нить. Вы заметите, что кружок удерживается на месте за счёт давления воды снизу. Тонкой струёй по стенке наливайте воду в бутылку, не меняя её положения. Заметьте, при какой высоте столба воды в бутылке кружок отпадёт от неё. Что демонстрирует этот опыт?
Опыт демонстрирует существование гидростатического давления.
Ответы на Вопросы на стр.133
❓ 1. Как объяснить, что вес жидкости может отличаться от силы давления жидкости на дно сосуда?
Это объясняется гидростатическим парадоксом и разной формой стенок сосуда. Сила давления на дно определяется только высотой столба жидкости, плотностью и площадью дна (p = ρgh, F = pS). Однако вес жидкости — это сила тяжести всей жидкости в сосуде. В сосуде с наклонными стенками часть веса жидкости приходится на стенки. В расширяющемся кверху сосуде стенки поддерживают часть жидкости, поэтому сила давления на дно меньше её веса. В сужающемся сосуде, наоборот, реакция стенок давит вниз, и сила давления на дно больше веса жидкости.
❓ 2. Возьмём сосуды такие же по форме и объёму, как сосуды 2 и 3 (см. рис. 118), наполним их водой и поставим на чаши весов. Будут ли весы в равновесии?
Да, весы будут в равновесии. Хотя форма сосудов разная (один сужается кверху, другой расширяется), их объёмы по условию одинаковы. Это означает, что массы налитой в них воды, а следовательно, и их вес, будут равны. Сила давления на дно в данном случае не имеет значения, так как весы измеряют общий вес сосуда с жидкостью, а не силу, действующую только на дно.
Вы смотрели: конспект по физике к учебнику 7 класса §39. РАСЧЕТ ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ НА ДНО И СТЕНКИ СОСУДА. Краткое содержание темы учебника. Ответы на вопросы в конце параграфа. Код материалов: Физика Конспект №39.
СПАСИБО БОЛЬШОЕ ПОНЯТНЕЕ И КОРОЧЕ ЧЕМ В УЧЕБНИКЕ
Неверно посчитана высота столба жидкости воды над точкой в 5 задании упражнения 22: 2 см под ней, а над ней 1 см! И тогда суммарное давление на эту точку будет складываться из 1 см воды плюс 3 см масла.
Исправлено. Добавили подробное описание решения.