Механика — Задание 19 ОГЭ по физике №00040005

Что дано

Тонкий лист бумаги держат за нижний край, свободный конец свисает вниз. Ученик дует вдоль верхней поверхности листа — струя воздуха идёт над бумагой, не под ней.

Идея

Лист зажат между двумя «слоями» воздуха: тот, что сверху, разогнан выдохом, тот, что снизу, остался спокойным. Оба давят на бумагу, и итог решает, чьё давление больше.

Правило для потока (закон Бернулли): в струе жидкости или газа там, где скорость течения больше, давление меньше. Причина понятная: чтобы газ разогнался, его должна толкать разность давлений — значит в быстром потоке давление ниже, чем в неподвижном газе рядом.

Разбираем

• Сверху. Воздух несётся вдоль листа с большой скоростью — давление $p_1$ там пониженное.
• Снизу. Воздух неподвижен, он давит на бумагу обычным атмосферным давлением $p_2$.

Получается $p_2>p_1$. Снизу на лист действует сила $F_2=p_2S$, сверху — $F_1=p_1S$ (где $S$ — площадь листа). Их разность направлена вверх:

$$F=(p_2-p_1)S>0$$

Лист тонкий и лёгкий, его вес мал, поэтому даже небольшой разности давлений хватает, чтобы пересилить силу тяжести.

Вывод

Лист не опускается, а поднимается — приподнимается навстречу струе. На этом же явлении держится в воздухе крыло самолёта: над крылом воздух обтекает поверхность быстрее, чем под ним, и разность давлений даёт подъёмную силу.