Проучваме налягането на течността. Направете изводи

За да се справим с проблема "Fluid Pressure", нека започнем с класическите примери и постепенно да преминем към по-сложни и объркващи опции. За съд с цилиндрична форма, чиито стени са строго вертикални и дъното е хоризонтално, хидростатично налягане течността, излята във височина h, за всяка точка на дъното ще остане непроменена. Формулата за изчисляване на тази стойност ще изглежда като p = rgh, където r е плътността на течността - g е ускорението свободно падане- h е височината на колонката на течността. Стойността на p за всички точки на дъното е една и съща.

Въвеждане в долната част на съда с формула S, може да се изчисли сила налягане F. От налягането на течността в дъното на съда във всяка точка на същото, логичното заключение дойде формулата F = rghS.

Лесно е да се види, че в този случай сила на натиск до дъното е равно на теглото на течността, излята в цилиндричен съд с правилна форма. Изглежда парадоксално, но има научно и логическо обяснение, че формулата F = rghS работи за съдове с много различни форми. С други думи, при едни и същи стойности на S - площ на долната част и H - височината на нивото на течността на налягането на течността на дъното на една и съща за всички кораби, независимо от това, което се побира на обема на всеки отделен съд. Теглото на течност всъщност пълни в съдовете на който и да е форма и може да бъде по-малък и по-голямо от силите на налягането на дъното, но винаги ще отговарят на горното правило.

Следвайки основния принцип на физиката да провери теоретичните изводи на практика, Паскал предложи да се използва инструмент, кръстен на неговото име. Високата светлина на това устройство е специална стойка, която ви позволява да фиксирате съдове с различни форми, които нямат дъно. Дъното на съдовете е плътно притисната отдолу на плочата, която е разположена върху едното рамо на балансиращия лъч.

Монтирайте теглото върху чашата на другия ролкор и започнете да зареждате съда с вода. Когато налягането на флуида създава сила, по-голяма от теглото на теглото, течността ще отвори плочата и излишъкът ще изтече. Чрез измерване на височината на водния стълб можете да изчислите числената стойност на силата на натиска си върху дъното и да го сравните с теглото на теглото.

Като се има предвид възможността за постигане на по-голяма сила на натиск с малко количество вода, само увеличаване на височината нивото на водата колона, може да даде обяснение на друг интересен опит, описан и от Паскал.

На върха на новия внимателно издълбан варел, към ръбовете, пълни с вода, се прикрепи дълга тръба, върху която се изсипваше вода. Тръбата имаше малко напречно сечение, чифт водни чаши бяха достатъчни, за да повдигне водната колона на значителна височина. В един момент нов солиден бъчв не можеше да издържи и се спусна по шевовете. Независимо от количеството излята течност, височината на водната колона води до увеличаване на налягането на дъното на цевта. В резултат на това беше създадена критична стойност на силата, която доведе до разрушаване на капацитета.

Разликата в реалното тегло на течността и силата на натиск върху дъното на съда се компенсира от силата, която предизвиква налягането на флуида по стените на съда. Това е наклонът на стените на съда, който причинява това натиск или да бъде насочен нагоре или надолу, съответно, като системата е в равновесие.

Корабът, който се стеснява нагоре, изпитва течност, насочена нагоре. Интересен опит може да се направи чрез подготовка на проста инсталация. Необходимо е да поставите цилиндър на фиксираното бутало, което преминава в тръба, инсталирана вертикално. При наливането на вода през тръбата виждаме как пълненето на пространството над буталото води до повишаване на бутилката нагоре.

В обобщение, терминът "налягане" може да се определи като съотношението на силата, която действа перпендикулярно на повърхността, до нейната област. Единичното налягане е стойност, равна на един Pascal (1 Pa) и съответства на действието на сила в един Нютон (1 Н) на квадратен метър (1 квадратен метър).

Съгласно Закона на Паскал, налягането на течността (газ) се предава непроменено до всяка точка от обема на течността (газ). Вътрешното налягане на течността (газа) е една и съща при определена надморска височина. С дълбочина се увеличава.