Сайт по физике

Числовое значение скорости объ­екта — это расстояние, пройденное за единицу времени: пройденное расстояние / затраченное время = м/с

Числовое значение

Это определение, однако, относится только к объекту, движущемуся с не­изменной по величине скоростью в те­чение «затраченного» времени. Если же объект движется с непостоянной скоростью, тогда частное от деления пройденного расстояния на затрачен­ное время дает нам среднее значение скорости, и поэтому лучше писать: среднее числовое значение скорости = пройденное расстояние / затраченное время.

Во втором случае собственно числовая скорость, естественно, не яв­ляется тем же самым, что и средняя числовая скорость, поскольку в тече­ние 1 с затраченного времени тело имело нулевую скорость. Для того что­бы подсчитать расстояние, пройденное телом, можно использовать уравнение: пройденное расстояние = средняя числовая скорость х затраченное время.

  Представим сифон, дейст­вующий, как показано на рисунке. На этот раз сифон прекра­щает действовать, когда уровень воды в баке достигает точки С в трубке. Если бы в точке D был помещен па­лец для удержания воды, то давле­ния могли бы уравняться. Давление в точке С равно р_o, а в точке D равно p_o=xpg. Когда уровень воды в баке падает ниже точки С, то оба конца трубки открыты для атмосферного давления. В точке С давление воды будет равно атмосферному давлению воздуха, в то время как в точке D дав­ление воды выше атмосферного (p_o+ xpg) — p_o = хpg. На этот раз вода вытекает из трубки, и действие сифона может быть возобновлено только при наполнении трубки.

   Из приведенных теоретических рас­суждений становится ясно, что атмо­сферное давление р_o не играет роли в действии сифона. Поэтому сифон дол­жен работать в вакууме, и это достига­ется для чистых жидкостей, которые не содержат в себе газов. Вместе с тем в жидкостях, которые содержат растворенные газы, например в воде, содержащей растворенный воздух, ат­мосферное давление предотвращает распадение воды на промежутки.

При помощи сифона очень удобно переливать жидкости из одного сосуда в другой, например при опорожне­нии аквариума. Даже маленький бак, наполненный водой, может быть слиш­ком тяжелым, чтобы  его  поднять  и опрокинуть и таким  образом вылить воду. Вода может быть перелита при помощи трубки, предварительно на­полненной  водой. Один  конец трубки должен быть помешен в бак ниже поверхности воды, а другой располага­ться  ниже уровня  воды  в этом баке. Трубку  можно  наполнить водой,  за­крыв один ее конец пальцем, пока  в нее вливается вода до заполнения. Затем  закрываются  оба  ее  конца и один конец опускается в воду в баке, другой помещается над сосудом ниже уровня воды в баке.  Можно по­ступить другим способом, когда трубка помещается в бак, как показано на рисунке, а воздух высасывается, при этом уменьшается давление остающегося в трубке воздуха.

   Направленное движение жидкос­тей и газов достигается применением некоторых видов насосов. Доктора впрыскивают лекарства своим пациен­там при помощи шприца. Когда хо­рошо притертый поршень оттягивает­ся назад, давление внутри цилиндра уменьшается и атмосферное давление вталкивает туда жидкость (рис. а). Когда же на поршень нажимают, то он выталкивает жидкость из шпри­ца через тонкое отверстие под боль­шим давлением (рис.б).

Велосипедный насос

   Другим распространенным видом насоса является велосипедный насос для накачивания шин. При движении ручки насоса внутрь воздух, содержа­щийся между поршнем и концом насо­са, сжимается. Объем, занимаемый воздухом, уменьшается, при этом его молекулы, двигаясь с той же скоростью, более часто ударяют по стенкам. Это увеличение частоты ударов молекул проявляется как уве­личение давления р₁ в насосе.

Жидкости несжимаемы, т. е. их объем не уменьшается под давлением. Поэтому если к жидкости, заключен­ной в сосуде, приложить давление в одной точке, то оно будет передано по всей жидкости. Закон Паскаля ут­верждает, что давление на жидкость, находящуюся в замкнутом сосуде, пе­редается во все точки этой жидкос­ти вне зависимости от формы данно­го сосуда. Это может быть продемон­стрировано при помощи стеклянного сосуда, изображенного на рисунк. Когда к поршню прилагается сила, то давление, которое он произ­водит на воду, распространяется рав­номерно по всему объему воды и вода выходит из каждой дырочки с одина­ковой скоростью. Другим примером равномерного распространения дав­ления может служить вода, вытекаю­щая из насадки лейки, при этом вытекать воду заставляет давление столба жидкости h в лейке. Высота столба жидкости также весьма важна для снабжения домов. Вода, содержащаяся в высоких резервуарах, подается по трубам в дома, находящиеся на более низком уровне.

   Манометр — это удобный инстру­мент для измерения разности давле­ния. Он состоит из трубки в форме латинской буквы U, содержащей опре­деленную жидкость, например жид­кость низкой плотности (как масло) для измерения малых разностей дав­ления и жидкость с высокой плотнос­тью (как ртуть) для измерения боль­ших разностей давления.

Давление р₁ в газопроводе больше атмосферного давления р₀ (иначе газ не вышел бы из газопровода при от­вернутом кране). Это давление пере­дается на жидкость через левое ко­лено трубки. Оно заставляет жид­кость двигаться по трубке в правое колено до тех пор, пока она не под­нимется на высоту h над уровнем по­верхности жидкости в левом колене. Уравнение для давлений в этом сос­тоянии дает p₁ = hpg + p₀, и, таким образом, превышение давления газа над атмосферным давлением дает нам дельта p = p₁- p₀ = hpg.