может в ближайшее время заменить устаревший платиново-иридиевый... »»»
получены изображения высокого разрешения Солнца с космической обсерватории Solar Dynamics Observatory... »»»
биография Альберта Эйнштейна - величайшего физика создавшего "Общую теорию относительности"... »»»
история создания, развития и будущее популярного оптического прибора... »»»
Представим себе весьма малую площадку внутри жидкости, находящейся в покое. Жидкая среда производит давление на эту площадку (сила давления, деленная на площадь). Если эта площадка настолько мала, что величина ее почти равна нулю, то давление на нее называется давлением в точке этой жидкости. Заметьте, что давление (определяемое как нормальная сила давления на единицу площади поверхности) является скалярной, а не векторной величиной.
Важно понимать, что давление в точке жидкости зависит только от вертикальной глубины нахождения этой точки. Отсюда следует, что давление во всех точках на одном и том же горизонтальном уровне в жидкости должно быть одинаковым.
Другим важным моментом является то, что давление в какой-либо точке жидкости (как и в газах) действует одинаково во всех направлениях. Выделим столб жидкости с прямоугольным основанием площадью
А высотой h и весом W верхняя поверхность которого находится под воздействием атмосферного давления р0, а нижняя поверхность - давления р (см. рис.). Чтобы этот воображаемый столб жидкости находился в равновесии, нужно, чтобы результирующая вертикально направленная сила, действующая на него, равнялась нулю. Таким образом, F0+ W = F. Сила давления жидкости — это сила, равная весу столба: W = mg—Vpg, где р — плотность и V — объем жидкости. Поскольку объем V — это hA, то, следовательно, W — hApg. Отсюда p0A+hApg = pA, Po + hpg = p.
Таким образом, p — p0= дельта p = hpg, т. е. различие в давлении дельта р между двумя горизонтальными уровнями в жидкости с определенной плотностью р и в месте, где ускорение свободного падения составляет g зависит от вертикального расстояния h между этими двумя уровнями. Поскольку в формуле давления дельта p = hpg площадь отсутствует, то давление в жидкости не зависит от площади поперечного сечения и, следовательно, от «формы» этой жидкости.
Давление р1на глубине h1 одинаково во всех точках на одном горизонтальном уровне. Поскольку жидкость, находящаяся в покое, не течет в горизонтальном направлении, то и не может существовать неуравновешенной силы, действующей горизонтально. Представьте горизонтально расположенный объем жидкости, показанный на рисунке. Силы р1А1 на равных площадях А1на каждом конце объема должны быть равны и противоположны. Жидкости несжимаемы, но текучи и поэтому занимают имеющееся пространство. Таким образом, они производят одинаковое давление во всех направлениях. Количество молекул в единице объема в твердых веществах и жидкостях постоянно, чего нельзя сказать о газах. Газы легко сжимаются, а твердые вещества и жидкости нет.
Жидкость всегда должна прийти в состояние покоя в сосуде, а ее верхняя поверхность — в горизонтальное положение, поскольку это — единственное положение, при котором давление во всех точках на одной глубине от поверхности жидкости может быть постоянным. В прямоугольном сосуде, изображенном на рисунке а, легко видеть, что уровень воды h постоянен, одинаков и что давление р3>р2>р1. Но не столь легко понять, что если жидкость содержится в нескольких сообщающихся сосудах различной формы, как показано на рисунке б, то поверхность жидкости горизонтальна и находится на одном уровне. Давление в жидкости не зависит от площади поперечного сечения и, следовательно, от формы сосуда. Если давление на поверхности воды — это атмосферное давление р0, что бывает часто, а общее давление в точке на глубине h1 в жидкости с плотностью р равно р1, тогда p=p0+h1pg.
Исследование.
Измерить давление в лабораторном газопроводе.
Возьмите отрезок пластмассовой (или стеклянной) трубки в форме латинской буквы U и прикрепите его к столу. Помещенное в трубку небольшое количество жидкости установится так, как показано на рисунке а. Поскольку атмосферное давление р0 воздействует на оба открытых конца трубки, то поверхность жидкости должна находиться в обоих коленах на одном горизонтальном уровне. Подсоедините трубку к лабораторному газопроводу и отверните кран. Уровни поверхности жидкости изменятся, как показано на рисунке б.
Игры по физике можно скачать здесь