Задание №14 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
В стеклянную трубку, нижнее отверстие которой закрыто тонкой резиновой плёнкой, по очереди наливают разные объёмы воды (см. рисунок).
В результате резиновое дно прогибается.
Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений. Укажите их номера.
Жидкость оказывает давление на дно сосуда.
Давление, создаваемое жидкостью на дно сосуда, зависит от вида жидкости.
Давление, создаваемое жидкостью на дно сосуда, не зависит от формы сосуда.
Давление, создаваемое жидкостью на дно сосуда, зависит от высоты столба жидкости.
Давление внутри жидкости на одном и том же уровне одинаково по всем направлениям.
Правильный ответ
14
Пояснение
Решение.
Для правильного выбора утверждений проанализируем условия эксперимента, изображённого на рисунке. В данном опыте используется одна и та же стеклянная трубка (форма сосуда не меняется) и одна и та же жидкость — вода (плотность жидкости постоянна). Изменяется только высота столба налитой воды.
1. Анализ явления прогиба плёнки: На рисунке видно, что при наливании воды в трубку резиновая плёнка, закрывающая дно, выгибается наружу. Это происходит под действием силы давления со стороны жидкости. Следовательно, жидкость оказывает давление на дно сосуда.
Утверждение № 1 соответствует результатам наблюдений.
2. Анализ зависимости от высоты столба: Сравним два случая на рисунке. Во втором случае (справа) высота столба воды больше, чем в первом (слева). При этом мы видим, что во втором случае резиновая плёнка прогнулась значительно сильнее. Сила упругости плёнки уравновешивает силу давления жидкости, значит, большему прогибу соответствует большее давление. Таким образом, опыт наглядно показывает, что давление жидкости на дно зависит от высоты её столба.
Утверждение № 4 соответствует результатам наблюдений.
3. Проверка остальных утверждений:
— Утверждение № 2 (зависимость от вида жидкости) верно с точки зрения физики, но в данном эксперименте использовалась только вода, поэтому на основе этого конкретного опыта сделать такой вывод нельзя.
— Утверждение № 3 (независимость от формы сосуда) также не может быть подтверждено данным опытом, так как форма трубки в обоих случаях одинакова.
— Утверждение № 5 (равенство давления по всем направлениям) описывает закон Паскаля, однако в данном эксперименте фиксируется только давление на дно, а не внутри объёма или на боковые стенки на разных уровнях.
Таким образом, только утверждения 1 и 4 напрямую следуют из представленного эксперимента.
Ответ: 14
Источник: ФИПИ