Embedded Files
Если положить на стол твёрдый кубик льда, он будет оказывать давление на поверхность, с которой соприкасается. Со стаканом жидкой воды все будет сложнее. Притягиваясь к Земле, её верхние слои давят на нижние, и, по закону Паскаля, это давление передаётся во все стороны, жидкость давит и на дно, и на стенки стакана. Такое давление называется гидростатическим.
Гидростатическое давление – давление неподвижного столба жидкости, обусловленное только её весом (греч. hydor – вода, statos – неподвижный).
Выведем формулу для расчёта гидростатического давления на дно сосуда.
Давление выражается общей формулой p=F/S, где F – действующая сила. Так как жидкость неподвижна, она действует на дно только своим весом, равным силе тяжести: F=mg . Поэтому: p=mg/S.
Для того чтобы узнать массу жидкости, нужно её плотность умножить на объём: m=ρV. Объём прямоугольного параллелепипеда, в котором находится жидкость, равен высоте, умноженной на площадь основания V=Sh. Получается, что масса равна m=ρSh.
Подставим эту формулу массы в формулу давления и получим: p=ρShg/S.
В итоге гидростатическое давление равно p=ρgh.
Как видно из формулы, гидростатическое давление жидкости зависит только от её плотности ρ и высоты столба жидкости h. Парадокс: давление, обусловленное весом жидкости, НЕ зависит от её массы.
Это можно проверить на опыте. Если в специальные конусообразные сосуды разного объёма налить воду до одинакового уровня, то масса жидкости в них будет разной. Но дно сосудов – резиновая плёнка – в обоих случаях прогнётся под давлением воды одинаково.
Интересный опыт, иллюстрирующий этот парадокс, провёл сам Блез Паскаль. Он вставил в закрытую бочку с водой узкую трубку, поднялся на второй этаж и влил в неё кружку воды. Масса жидкости была мизерной, но в узкой трубке вода поднялась очень высоко, и возникло большое давление. По закону Паскаля оно передалось жидкости в бочке, и та треснула от одного (!) стакана воды.
Схожий опыт можно провести дома. Соедините 7–10 соломинок для сока, закрепив места соединения скотчем. Полученную трубку аккуратно вставьте в упаковку с соком. Встаньте на стул и начните заливать в трубочку жидкость. Когда уровень жидкости в трубке начнёт повышаться, вы увидите, что из-за высокого давления упаковка стремительно разбухает.
Вопросы:
1. Что называют гидростатическим давлением?
2. От чего зависит гидростатическое давление?
3. Отличается ли давление, оказываемое 10 литрами воды, налитой в бассейн и в ведро? Ответ аргументируйте.
Google Sites
Report abuse