Номер 2, страница 113 - гдз по физике 7 класс учебник Исаченкова, Громыко

2. Какое гидростатическое давление действует на ныряльщика, погрузившегося на глубину $h = 20,0 \text{ м}$? Какова там сила давления воды на барабанную перепонку, если площадь перепонки $S = 0,80 \text{ см}^2$? Коэффициент $g$ в этой и последующих задачах примите равным $10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$.

Дано:

$h = 20,0 \text{ м}$

$S = 0,80 \text{ см}^2$

$g = 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}$

$\rho_{\text{воды}} \approx 1000 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$

$S = 0,80 \text{ см}^2 = 0,80 \cdot (10^{-2} \text{ м})^2 = 0,80 \cdot 10^{-4} \text{ м}^2 = 0,00008 \text{ м}^2$

Найти:

$p$ - ?

$F$ - ?

Решение:

Какое гидростатическое давление действует на ныряльщика, погрузившегося на глубину h = 20,0 м?

Гидростатическое давление жидкости на определённой глубине рассчитывается по формуле:

$p = \rho \cdot g \cdot h$

где $p$ – это гидростатическое давление, $\rho$ – плотность жидкости (для пресной воды принимаем значение $1000 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$), $g$ – ускорение свободного падения, а $h$ – глубина погружения.

Выполним расчёт, подставив известные значения:

$p = 1000 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} \cdot 20,0 \text{ м} = 200000 \text{ Па}$

Полученное значение можно также выразить в килопаскалях: $200000 \text{ Па} = 200 \text{ кПа}$.

Ответ: гидростатическое давление на ныряльщика составляет 200 000 Па.

Какова там сила давления воды на барабанную перепонку, если площадь перепонки S = 0,80 см²?

Давление, сила и площадь связаны между собой формулой:

$p = \frac{F}{S}$

Из этой формулы можно выразить силу давления $F$:

$F = p \cdot S$

Используем ранее рассчитанное давление $p = 200000 \text{ Па}$ и площадь барабанной перепонки, переведенную в систему СИ ($S = 0,80 \cdot 10^{-4} \text{ м}^2$).

Подставим значения и вычислим силу:

$F = 200000 \text{ Па} \cdot 0,80 \cdot 10^{-4} \text{ м}^2 = 2 \cdot 10^5 \text{ Па} \cdot 0,8 \cdot 10^{-4} \text{ м}^2 = 1,6 \cdot 10^1 \text{ Н} = 16 \text{ Н}$

Ответ: сила давления воды на барабанную перепонку равна 16 Н.