Надёжность опыта с шариками
Статья к заданиюВес воздуха
Прочитайте текст и выполните задания.
Вес воздуха
О том, что воздух имеет вес, Вы уже знаете из школьного курса физики. Однако долгое время существовало мнение о невесомости воздуха.
Так, до середины
XVII
века считалось непререкаемым утверждение древнегреческого учёного Аристотеля о том, что вода поднимается за поршнем насоса потому, что «природа не терпит пустоты». Однако при сооружении фонтанов во Флоренции обнаружилось, что засасываемая насосами вода не желает подниматься выше 34 футов (1 фут равен 0,3048 метров). Строители обратились за помощью к Галилею. Галилей не нашел ответа на вопрос и отделался, шуткой: очевидно, природа боится пустоты до высоты в 34 фута. Однако этим фактом была поставлена проблема. Галилей стал искать решение сам и привлек к решению своих учеников Эванжелиста Торричелли (1608–1647) и Винченцо Вивиани (1622–1703).
Торричелли пришла мысль исследовать, до какой высоты будет «бояться пустоты» ртуть. В 1644 г. он предложил Вивиани выполнить следующий опыт: стеклянную трубку длиной около метра наполняют ртутью, открытый конец закрывают пальцем, трубку опускают в сосуд с ртутью. Столб ртути останавливается примерно на высоте 760 мм. Учёные вели тщательное наблюдение за уровнем ртути в трубке. Оказалось, что он изменяется. Торричелли впервые нашёл правильное объяснение причины этого явления: атмосфера давит на поверхность ртути в сосуде; давление столба ртути уравновешивает атмосферное давление. Последнее может изменяться.
Рисунок 1
Галилей провёл ряд опытов, доказывающих тот факт, что воздух имеет вес. В одном из опытов Галилей решил посмотреть, не изменяется ли вес наполненного воздухом сосуда при нагревании. Проделав этот простой опыт, учёный увидел, что нагретый сосуд весит меньше, чем холодный
(см. рисунок 2).
Рисунок 2
Поскольку воздух имеет вес, он оказывает давление на все предметы, находящиеся на Земле.
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
Опираясь на материал «Вес воздуха», объясните, почему результат опыта Андрея нельзя считать достоверным. Андрей взял два разных шарика, один из них надул, подвесил шарики к краям палочки для коктейля, а нить прикрепил примерно посередине палочки. Ненадутый шарик перевесил. Приведите два аргумента в поддержку мнения Даши.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| 5. Андрей решил повторить один из опытов Даши. Он взял из коробки два разных шарика, один из шариков надул, подвесил к краям палочки для коктейля шарики на нитках. Затем примерно посередине палочки он прикрепил нить и наблюдал, что перевесил не надутый шарик. Андрей решил, что наличие воздуха в одном из шариков выталкивает шарик вверх. Даша сказала, что опыту Андрея доверять нельзя, так как не были выполнены важные условия проведения эксперимента. Приведи два аргумента в поддержку мнения Даши. | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Какие параметры шариков, кроме наличия воздуха, могли повлиять на положение палочки?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Для сравнения нужно использовать одинаковые шарики и одинаковые условия подвешивания. Важно также обеспечить равновесие самой системы до начала опыта.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Первый аргумент: шарики были разными, поэтому они могли иметь различную массу и объём. Второй аргумент: нить закрепили примерно посередине, а не точно в центре масс палочки, и не проверили исходное равновесие; поэтому перевес мог быть вызван условиями установки, а не воздухом.