Атмосфера - воздушная оболочка Земли высотой несколько тысяч километров. Лишившись атмосферы Земля стала бы такой же мертвой, как ее спутница Луна, где попеременно царят то испепеляющий зной, то ледянящий холод - + 130 С днем и - 150 С ночью. Земная поверхность и все тела на ней испытывают давление толщи воздуха, т.е. испытывают атмосферное давление. Если на конец шприца вместо иголки одеть пробку /чтобы закрыть отверстие/, а затем вытягивать поршень, создавая под ним разряжение, то после отпускания поршня можно услышать резкий хлопок, и поршень втягивается. Это происходит вследствие действия на поршень наружного атмосферного давления. Впервые весомость воздуха привела людей в замешательство в 1638 году, когда не удалась затея герцога Тосканского украсить сады Флоренции фонтанами - вода не поднималась выше 10,3м. Поиски причин упрямства воды и опыты с более тяжелой жидкостью - ртутью, предпринятые в 1643г. Торричелли, привели к открытию атмосферного давления. ЧТО ПРОИЗОШЛО БЫ НА ЗЕМЛЕ, если бы воздушная атмосфера вдруг исчезла? - на Земле установилась бы температура приблизительно -170 °С, замерзли бы все водные пространства, а суша покрылась бы ледяной корой. - наступила бы полная тишина, так как звук в пустоте не распространяется; небо стало бы черным, поскольку окраска небесного свода зависит от воздуха; не стало бы сумерек, зорь, белых ночей. - прекратилось бы мерцание звезд, а сами звезды были бы видны не только ночью, но и днем (днем мы их не видим из-за рассеивания частичками воздуха солнечного света). - погибли бы животные и растения. Некоторые планеты солнечной системы тоже имеют атмосферы, однако их давление не позволяет человеку находиться там без скафандра. На Венере, например, атмосферное давление около 100 атм, на Марсе – около 0,006 атм. из-за давления атмосферы на каждый квадратный сантиметр нашего тела действует сила 10 Н. ЧТО ПРОИЗОЙДЕТ С ЧЕЛОВЕКОМ, если его выбросить без скафандра в открытый космос?... В американском фильме ``Вспомнить все'' (с Арнольдом Шварцнегером в главной роли) у главных героев, когда они оказываются выброшенными на поверхность Марса, начинают вылезать из орбит глаза, а их тела раздуваются. Что же произойдет с человеком, попавшим без скафандра в безвоздушное пространство (вернее, что произойдет с его телом -- ведь дышать он не может). Давление газов внутри тела будет стремиться ``уравновесится'' с внешним (нулевым) давлением. Очень простая иллюстрация: банки, которые ставят больному. Воздух в них прогревают, отчего плотность газа уменьшается. Банку быстро прикладывают к поверхности, и Вы видите, как по мере остывания банки и воздуха в ней тело человека в этом месте затягивается в банку. А представьте такую банку вокруг человека...Но это не единственный ``неприятный'' процесс. Как известно, человек состоит из воды как минимум на 75 %. Температура кипения воды при атмосферном давлении равна 100 С. Температура кипения сильно зависит от давления: чем ниже давление, тем ниже температура кипения. ...Уже при давлении 0,4 атм. температура кипения воды равна 28,64 С, что значительно ниже температуры тела человека. Поэтому, на первый взгляд, при попадании в открытый космос человек лопнет и ``вскипит'' ... но взрыва тела не происходит. Дело в том, что если воздух из легких (и остальных полостей тела) беспрепятственно вышел, то в организме только жидкость, которая выделяет пузырьки газа, но сама сразу не вскипает. Между прочим, когда происходит разгерметизация (скажем, на большой высоте), то человек умирает, но на куски его не разрывает. Вспомним наших погибших космонавтов: 20км -- это примерно 1/10 атмосферы -- практически вакуум с интересующей нас точки зрения.
Чем меньше плотность тела по сравнению с плотностью жидкости, тем меньшая часть тела погружена в жидкость. Жидкость давит на дно и стенки сосуда, а если внутрь ее поместить какое-нибудь тело, то оно так же будет подвергаться давлению. Нас будет интересовать действие сил действующих на верхнюю и нижнюю грани, погруженного параллелепипеда. Эту силу называют выталкивающей силой: Fвыт=F2-F1, где: • F1 - сила действующая на верхнюю грань • F2 - сила действующая на нижнюю грань Попробуем расчитать эту силу. Силы F1 и F2 можно расчитать, зная их площади и давление жидкости на уровнях этих граней, тогда F1=p1*S1, a F2=p2*S2. В свою очередь p1=ρж*g*h1, a p=ρж*g*h2, а S1=S2=S. Получаем формулу Fвыт=ρж*g*h2*S-ρж*g*h1*S=ρж*g*S*(h2-h1)=ρж*g*S*h, где h - высота параллелепипеда. S*h=V, ρж*V=mж - масса жидкости в объеме параллелепипеда. В итоге у нас получается формула: Fвыт=g*mж=Pж То есть выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного в нее тела. Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, направлена противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу Силу, выталкивающую тело из жикости или газа, называют архимедовой силой. Из полученной формулы FА=Pж=g*mж можно выразить массу жидкости через ее плотность и объем тела, погруженного в эту жикдость (так как объем вытесненной телом жидкости равен объему тела, погруженного в жидкость. тогда получим: FА=g*ρж*Vт. Архимедову силу так же можно определить как две силы действующие в противоположные стороны, тогда вес тела в жидкости (P1) будет меньше тела в ваакуме (P) на архимедову силу, т. е: P1=P-FА или P1=g*m -g*mж . Плавание тел Возможны три случая: • Если сила тяжести (Fтяж) больше архимедовой силы (FА) , то тело будет тонуть. (Fтяж) >(FА) - тело тонет • Если сила тяжести (Fтяж) меньше архимедовой силы (FА) , то тело будет всплывать. (Fтяж) >(FА) - тело всплывает • Если сила тяжести (Fтяж) равна архимедовой силы (FА) , то тело будет плавать. (Fтяж) >(FА) - тело плавает Чем меньше плотность тела по сравнению с плотностью жидкости, тем меньшая часть тела погружена в жидкость
t=20 c s=50 м a=?
s=a*t²/2 a=2*s/t²=2*50/400=0.25 м/с²