Прижмите стакан плотно ко рту и потяните несколько раз воздух из стакана в себя − стакан плотно пристаёт к лицу и не падает. Почему?
В результате этих действий внутри стакана создается пониженное давление. Атмосферное давление оказывается сильнее, поэтому прижимает стакан ко рту.
Чтобы понять, почему стакан плотно пристаёт к лицу и не падает, необходимо разобраться с явлением давления, атмосферного давления и разницей давлений.
Давление — это физическая величина, которая характеризует силу, действующую на единицу площади поверхности. Оно выражается формулой:
$$ P = \frac{F}{S}, $$
где $ P $ — давление, $ F $ — сила, $ S $ — площадь.
Атмосферное давление — это давление, оказываемое воздухом атмосферы на все предметы вокруг нас. На уровне моря нормальное атмосферное давление примерно равно 101325 Па (или 760 мм рт. ст.). Атмосферное давление действует во всех направлениях, включая наружную поверхность стакана.
Когда стакан прижимается ко рту и из него высасывается воздух, происходит следующее:
Уменьшение давления внутри стакана:
При высасывании воздуха из стакана количество молекул воздуха внутри уменьшается. Молекулы воздуха создают давление, ударяя о стенки стакана. Чем меньше молекул воздуха, тем меньше ударов, а значит, давление внутри стакана становится ниже, чем давление снаружи.
Разница давлений:
Атмосферное давление снаружи стакана остаётся прежним, тогда как давление внутри стакана уменьшается. Возникает разница давлений — наружное давление становится больше, чем внутреннее. Это приводит к тому, что стакан как бы "прижимается" к лицу.
Сила давления:
Наружное атмосферное давление действует на внешнюю поверхность стакана, создавая силу, которая удерживает стакан на лице. Чем больше разница между внутренним и наружным давлением, тем сильнее эта сила.
Герметичность контакта:
Если стакан плотно прижат к лицу, воздух не может проникнуть внутрь через края стакана. Это позволяет разнице давлений сохраняться, и стакан остаётся "присосанным".
Важным фактором в этом явлении является площадь контакта между стаканом и поверхностью лица. Чем больше эта площадь, тем больше сила, удерживающая стакан, так как давление распределяется по всей области контакта.
Таким образом, стакан плотно пристаёт к лицу и не падает из−за того, что атмосферное давление снаружи превышает давление внутри стакана, создавая силу, которая удерживает его на месте.
Пожауйста, оцените решение
