Давление твердого тела (Па):
где: - перпендикулярная составляющая силы, действующей на поверхность (Н), S – площадь поверхности (м2)
Закон Паскаля: Давление, производимое на жидкость или газ, передается жидкостью или газом во все стороны одинаково.
Давление столба жидкости:
где: – плотность жидкости, – ускорение свободного падения, h (м) – высота столба жидкости.
Замечание: Высоту определяют от поверхности жидкости.
Сила давления жидкости
Сила давления на дно сосуда:
Сила давления на боковую грань аквариума:
|
Гидростатический парадокс: давление на дно сосуда определяется только плотностью жидкости и высотой столба.
|
а сила давления разная, так как она зависит от площади (:
Сообщающиеся сосуды
Сообщающиеся сосуды – это сосуды, соединенные между собой или имеющие общее дно.
Уровень жидкости в сообщающихся сосудах одинаков и располагается горизонтально, если:
· в сосуды налита однородная жидкость;
· поверхности жидкости открыты;
· ни один из сосудов не является капилляром;
· в жидкости нет пузырьков с воздухом.
1.Рассмотрим разные по плотности, несмешивающиеся жидкости в сообщающихся сосудах (рис.7) По закону Паскаля на любом горизонтальном уровне:
|
Здесь: – плотности несмешивающихся жидкостей, – высота столба жидкостей, отсчитываемая от уровня, ниже которого жидкость однородна.
Вывод: если в сообщающиеся сосуды налиты разные по плотности жидкости, то выше будет располагаться уровень жидкости с меньшей плотности.
2. В неподвижных и открытых сообщающихся сосудах (рис. 8) однородная жидкость всегда устанавливается на одинаковом уровне независимо от формы сосуда.
|
Гидравлический пресс (рис.9) – простой механизм, дающий выигрыш в силе. Он представляет собой сообщающиеся сосуды разного сечения. В основе его действия так же лежит закон Паскаля:
где: - сила, действующая на малый поршень (совершает полную работу),
– площадь малого поршня,
– сила, действующая на больший поршень (совершает полезную работу)
– площадь большего поршня.
Работа поршней (без потерь энергии):
где: – вертикальное перемещение малого поршня, - перемещение большего поршня.
Выигрыш в силе:
КПД (есть потери энергии):
Атмосферное давление
Атмосфера – воздушная оболочка Земли. Она существует благодаря земному притяжению и беспорядочному движению молекул в газообразном состоянии. В состав атмосферы входят азот, кислород и другие газы. Атмосфера не имеет четкой границы, плотность воздуха уменьшается с высотой.
Атмосферное давление – давление «воздушного океана», которое так же уменьшается с высотой.
Ртутный барометр ( рис.10) – прибор для определения атмосферного давления; создан Торричелли. Состоит из стеклянной трубки, запаянной с одного конца, длиной 1 м, заполненной ртутью; широкого сосуда, в который выливается ртуть после поворота трубки.
По совйству сообщающихся сосудов: (мм.рт.ст)
Формула для определения атмосферного давления (в паскалях):
Где: (Па) – атмосферное давление;
- плотность ртути;
– ускорение свободного падения;
(м) – высота ртутного столба.