Номер 1, страница 86 - гдз по физике 7 класс обучающая тетрадь Шабусов, Дубина

1. Домашний эксперимент. Налейте воду в стакан, накройте листом бумаги, плотно прижмите к стакану и, придерживая рукой, переверните. Уберите руку. Объясните, почему вода из стакана не выливается.

1. Домашний эксперимент.

Вода не выливается из перевернутого стакана благодаря действию атмосферного давления. Рассмотрим силы, действующие на лист бумаги.

Сверху на бумагу давит столб воды. Сила этого давления (вес воды) направлена вниз. Давление, создаваемое столбом жидкости, называется гидростатическим и рассчитывается по формуле $p_{\text{воды}} = \rho g h$, где $\rho$ – плотность воды, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, $\text{h}$ – высота столба воды.

Снизу на бумагу давит воздух, который нас окружает. Это атмосферное давление. Сила атмосферного давления направлена вверх.

Ключевой момент заключается в том, что сила, создаваемая атмосферным давлением снаружи, значительно превосходит силу, создаваемую давлением воды изнутри. Условие удержания воды выглядит так: сила атмосферного давления больше или равна силе давления воды. В виде формулы давлений:

$p_{\text{атм}} \geq p_{\text{воды}}$

Нормальное атмосферное давление на уровне моря составляет около $101325$ Паскалей. Такое давление способно удержать столб воды высотой примерно $10.3$ метра. Поскольку высота воды в обычном стакане не превышает $15-20$ сантиметров, сила атмосферного давления с большим запасом удерживает воду и бумагу.

Также небольшую, но важную роль играют силы поверхностного натяжения воды. Мокрая бумага плотно прилипает к краям стакана, создавая герметичное уплотнение. Это не позволяет воздуху проникнуть в стакан, так как если бы воздух попал внутрь, давление внутри и снаружи выровнялось бы, и вода бы вылилась под действием силы тяжести.

Ответ: Вода из стакана не выливается, потому что давление окружающего воздуха (атмосферное давление) на лист бумаги снаружи (снизу) больше, чем давление столба воды на этот же лист изнутри стакана (сверху).