Упр.25.20 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)

1. а) Анероид показывает давление 1013 гПа. Определите, какая высота столба ртути соответствует этому давлению в трубке Торричелли, установленной вертикально, как показано на рисунке 159 (слева). б) Почему, если трубку наклонить (рис. 159, справа), верхний уровень ртути в трубке относительно поверхности ртути в сосуде останется неизменным?

Давление столба ртути в трубке Торричелли определяется только вертикальной высотой столба, а не длиной трубки. Поэтому при любом наклоне трубки давление у нижнего конца столба ртути остаётся равным атмосферному давлению:

$$p=\rho gh$$

Отсюда

$$h=\frac{p}{\rho g}$$

Переведём давление в СИ:

$$p=1013\ \text{гПа}=101300\ \text{Па}$$

Подставим значения для ртути $$\rho=13600\ \text{кг/м}^3$$, $$g\approx 9{,}8\ \text{м/с}^2$$:

$$h=\frac{101300}{13600\cdot 9{,}8}\approx 0{,}76\ \text{м}$$

Следовательно, высота столба ртути составляет примерно $$0{,}76\ \text{м}$$, то есть $$760\ \text{мм}$$.

При наклоне трубки верхний уровень ртути относительно поверхности ртути в сосуде не изменится, потому что давление определяется именно вертикальной высотой столба ртути. При изменении наклона меняется длина столба вдоль трубки, но не его вертикальная высота, а значит, не меняется и давление.

Ответ: $$h\approx 0{,}76\ \text{м}$$; при наклоне трубки уровень ртути относительно поверхности в сосуде не изменяется, так как давление зависит только от вертикальной высоты столба.