Закон Паскаля. Гидростатическое давление

Закон Паскаля. Гидростатическое давление

Закон Паскаля — давление на поверхность жидкости, произведенное внешними силами, передается жидкостью одинаково во всех направлениях.

Этот закон был открыт французским ученым Б. Паскалем в 1653 г. Его иногда называют основным законом гидростатики.

Закон Паскаля можно объяснить с точки зрения молекулярного строения вещества. В твердых телах молекулы образуют кристаллическую решетку и колеблются около своих положений равновесия. В жидкостях и газах молекулы обладают относительной свободой, они могут перемещаться друг относительно друга. Именно эта особенность позволяет давление, производимое на жидкость (или газ) передавать не только в направлении действия силы, но и во всех направлениях.

Закон Паскаля нашел широкое применение в современной технике. На законе Паскаля основана работа современных суперпрессов, которые позволяют создавать давления порядка 800 МПа. Также на этом законе построена работа всей гидроавтоматики, управляющей космическими кораблями, реактивными авиалайнерами, станками с числовым программным управлением, экскаваторами, самосвалами и т.д.

Гидростатическое давление жидкости

Гидростатическое давление — это давление в жидкости, обусловленное силой тяжести.

Гидростатическое давление внутри жидкости на любой глубине не зависит от формы сосуда, в котором находится жидкость, и равно произведению плотности жидкости, ускорения свободного падения и глубины, на которой определяется давление:

p=ῤqh

В однородной покоящейся жидкости давления в точках, лежащих в одной горизонтальной плоскости (на одном уровне), одинаковы. Во всех случаях, приведенных на рис. 1, давление жидкости на дно сосудов одинаково.

Рис.1. Независимость гидростатического давления от формы сосуда

На данной глубине жидкость давит одинаково по всем направлениям, поэтому давление на стенку на данной глубине будет таким же, как и на горизонтальную площадку, расположенную на такой же глубине.

Полное давление в жидкости, налитой в сосуд, складывается из давления у поверхности жидкости и гидростатического давления:

p= p₀ + ῤqh

Закон Архимеда, плавание тел

Тело произвольной формы, погружено в жидкость. На него действуют сила тяжести и сила гидростатического давления. Разложим силу гидростатического давления на горизонтальные и вертикальные составляющие.

Горизонтальные составляющие будут взаимно

компенсироваться.

Результирующая вертикальных составляющих будет направлена вверх и будет равна весу тела давления.

Таким образом, на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила равная весу вытесненного объема жидкости.

Сила приложена в точке, называемой центром водоизмещения – центр тяжести вытесненного объема жидкости.

Плавучесть– способность тела плавать в полупогруженном состоянии.

Возможны следующие состояния тела погруженного в жидкость:

1. G > P – тело тонет;

2. G = P – тело плавает в погруженном состоянии;

3. G < P – тело всплывает.

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒