Итак, ответ. Буду параллельно приводить аналогию с пружинкой и грузиком в коробке.
Когда пузырек находится на дне, то внутри него давление равно давлению воды на дне P. По аналогии с механикой, когда на пружине лежит груз массы m, то сила с которой он сжимает пружину равна mg (g - ускорение свободного падения). Очевидно что и пузырек давит на воду и пружина давит на грузик ровно с такими же силами как вода и грузик давят на них, иначе бы пузырек/пружина бы сжались/расширились пока не пришли бы в состояние равновесия, а мы уже именно такое состояние и наблюдаем.
Теперь, когда пузырек поднимается наверх, давление окружающей воды уменьшается и он хочет расшириться, но не может т.к. вода несжимаема и ограничена в сосуде. Значит давление внутри него остается прежним и все также равно P при достижении верха. Теперь как бы он начинает давить на воду сверху, но на дно помимо этого давления теперь еще действует давление всего столба воды, ведь она имеет массу.
Если предположить что колбу запаивали сверху, то наше давление P будет равно атмосферному давлению А и давлению столба воды H. Таким образом когда пузырек всплывет, давление на дне увеличиться на H и будет равно А + 2H. Если колба высокая, то всплывший маленький пузырек воздуха может существенно увеличить давление на дне.
В механической аналогии, когда мы переворачиваем коробку, пружина все также давит на грузик, но теперь сила тяжести грузика не препятствует ее сжатию, т.к. грузик теперь снизу, а наоборот добавляется. Таким образом на дно коробки действует двойная сила, равная 2mg.
Сообщение отредактировал lorage: 03 December 2013 - 7:57