Global EE

Давление — Задание Физика 8 Класс №00050724

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Давление

№2. Задание без номера

ID: 00050724

В стакан с соком вертикально опустили соломинку длиной $20\text{ см}$ так, что её нижний конец находится на $5\text{ см}$ ниже поверхности сока. Плотность сока $1100\text{ кг/м}^3$, $g = 10\text{ Н/кг}$. Уровень сока в стакане считайте неизменным.

На сколько давление воздуха во рту должно быть меньше атмосферного, чтобы сок поднялся по соломинке до её верхнего края?

Ответ дайте в Па.

Источник: Global_EE

Решение

Сок по соломинке поднимает не рот, а наружный воздух. Атмосфера давит на поверхность сока в стакане, а сверху на сок в соломинке давит воздух во рту. Если во рту давление меньше, перевес давлений вталкивает сок вверх, пока его не уравновесит столбик сока над уровнем стакана.

Найдём высоту этого столбика. Соломинка длиной $20\text{ см}$, но её нижние $5\text{ см}$ и так в соке. Над уровнем сока в стакане поднимается:

$$h = 20 - 5 = 15\text{ см} = 0{,}15\text{ м}.$$

Перевес давлений должен быть равен давлению столбика сока такой высоты, $p = \rho g h$:

$$\Delta p = 1100\cdot 10\cdot 0{,}15 = 1650\text{ Па}.$$

Заметь, это совсем немного по сравнению с атмосферным давлением в сотню тысяч паскалей — поэтому пить через соломинку так легко.

Проверим себя, сравнив давления у нижнего конца соломинки. Снаружи там атмосферное давление плюс $5\text{ см}$ сока: $p_{\text{атм}} + 1100\cdot 10\cdot 0{,}05 = p_{\text{атм}} + 550\text{ Па}$. Внутри — давление во рту плюс $20\text{ см}$ сока: $p_{\text{рот}} + 1100\cdot 10\cdot 0{,}2 = p_{\text{рот}} + 2200\text{ Па}$. Они равны, поэтому $p_{\text{атм}} - p_{\text{рот}} = 2200 - 550 = 1650\text{ Па}$. Сходится.

Ответ

1650
Другие задания по теме «Давление» (8)