Давлением на данном участке поверхности называют отношение величины силы , оказывающей давление на данном участке к площади этого участка

Движение жидкостей. Уравнение Бернулли.

Закон Архимеда. Плавание тел.

Атмосферное давление. Опыт Торричелли. Изменение атмосферного давления с высотой.

Закон Паскаля. Гидравлический пресс. Давление жидкости на дно и стенки сосуда. Сообщающиеся сосуды.

Давление. Единицы измерения давления: паскаль, мм рт. ст.

Механика жидкостей и газов

В механике действие силы зависит не только от величины и направления самой силы, но и от площади поверхности, на которую действует сила.

При взаимодействии жидкости или газа с твердым телом силы давления приложены не в одной точке, а распределены по всей площади соприкосновения твердого тела и жидкости (или газа).

Для того, чтобы охарактеризовать распределение сил давления независимо от размеров поверхности, на которую они действуют, введем понятие давление.

Очевидно, что давление по величине равно силе, приходящейся на участок поверхности единичной площади. В СИ давление измеряют в паскалях.

1ПА=1

Если внешняя сила оказывает давление на твердое тело, то это давление передается внутрь твердого тела по направлению действия силы. Совсем иначе передают давление жидкости и газы.

Рассмотрим следующий эксперимент. В закрытом сосуде находится вода. В крышку вставлены три одинаковые по диаметру трубки, нижние отверстия которых находятся в воде на одинаковой глубине, но направлены в разные стороны, а также трубка с резиновым баллоном. Накачиваем в сосуд воздух, тем самым увеличивая внешнее давление. При этом во всех трех трубках вода поднимается до одинаковой высоты, следовательно давление, оказываемое на жидкость или газ внешними поверхностными силами, передается во все стороны одинаково. В этом и состоит закон Паскаля. Выведем закон Паскаля.

Поместим жидкость в замкнутый сосуд присоединенный к цилиндру с поршнем Р. Вдвигая поршень, создадим внутри жидкости давление, обусловленное поверхностными силами. При установившемся давлении жидкость покоится. Покажем, что давления в точках А и В равны между собой. Мысленно выделим внутри жидкости тонкий цилиндр осью которого служит линия АВ и основания которого, имеющие площади S, перпендикулярны к оси. Выделенный объем составляет часть покоящейся жидкости, следовательно и сам находится в покое, хотя на его поверхность действуют силы давления. Другие силы на наш цилиндр не действуют (силой тяжести пренебрегаем как малой по сравнению с силами давления). Силы давления действующие на боковую поверхность цилиндра, перпендикулярны к оси АВ, они взаимно уравновешивают друг друга, а их проекции на ось АВ равны нулю, следовательно, они не влияют на движение в направлении АВ. Силы, действующие на основания цилиндра, перпендикулярны к площадям основания, направлены противоположно друг другу вдоль оси АВ и численно равны (иначе жидкость бы не покоилась).или , где – давления в точках. А и В. Сокращая

на S, имеем .

Эти рассуждения можно повторить для любых двух точек, например для С и D. Если две точки нельзя соединить прямой, например A и D, то доказательство ведется последовательно для ряда промежуточных точек: , =, =, а значит .

Манометры - это приборы для измерения давления. Различаю жидкостные и механические манометры. Примером жидкостного манометра могут служить манометрические трубки из опыта, подтверждающего закон Паскаля. Чем больше давление, тем выше уровень воды в трубке.

Простейший механический манометр устроен следующим образом: тонкая упругая металлическая пластина 1 – мембрана – герметически закрывает пустую коробку 2.

К мембране присоединен указатель 3, вращающийся вокруг оси 0. При погружении прибора в жидкость мембрана прогибается под действием сил давления и ее прогиб передается в увеличенном виде указателю, передвигающегося по шкале. Каждому положению указателя соответствует определенный прогиб мембраны, т.е. определенная сила давления на мембрану. Зная площадь мембраны, можно от силы давления перейти к самому давлению, соответственно проградуировав шкалу. Жидкостные манометры точнее.

На каждую молекулу воды действуют сила тяжести, следовательно каждый слой воды оказывает давление на ниже лежащие слои силой своего веса, причем по закону Паскаля это давление распространяется во все стороны одинаково. Очевидно, что чем глубже мы погружаемся, тем больше вес жидкости находящейся над нами, тем большее давление мы испытываем. Это давление, оказываем весом жидкости, называют гидростатическим давлением.

Дата добавления: 2014-01-04