Статика и гидростатика

Давление. Закон Паскаля. Сообщающиеся сосуды

Пёрышкин «Физика 7», Мякишев «Физика 10»

◆

Что нужно помнить из 7–9 класса

база 7–9 класса

Давление

p = F/S

. Жидкость и газ передают его во все стороны одинаково (закон Паскаля), столб жидкости даёт

p = \rho g h

Короткое напоминание3

Давление на дно зависит только от плотности и высоты столба — ни форма сосуда, ни объём в формулу не входят.

Атмосферное давление около $10^5$ Па; при вопросе о полном давлении на глубине его надо прибавлять.

Гидравлический пресс даёт выигрыш в силе во столько раз, во сколько площадь большого поршня больше малого.

Подробно — в уроке ОГЭ

Давление и закон Паскаля

Твёрдое тело передаёт давление в направлении силы, а жидкость и газ — во все стороны одинаково.

p = \dfrac{F}{S}

в паскалях

Почему у жидкости иначе2

Молекулы жидкости свободно перескакивают с места на место, поэтому толчок передаётся по всем направлениям.

В кристалле атомы стоят рядами, и сближаются они только вдоль приложенной силы — отсюда одностороннее давление.

⚗

Опыт в Физлабе

Сосуды и закон Паскаля

Уровень один при любой форме колена.

Открыть опыт

Гидростатическое давление

Давление столба жидкости зависит только от плотности и высоты, а не от формы сосуда и количества воды.

p = \rho g h, \qquad p_{\text{полн}} = p_{\text{атм}} + \rho g h

нормальное атмосферное

\approx 10^5

Па

Гидростатический парадокс2

В узкой трубке и в широкой бочке при одинаковой высоте столба давление на дно одинаково.

Паскаль показал это буквально: тонкая трубка высотой около 13 м, залитая парой стаканов воды, разорвала бочку.

Когда спрашивают полное давление на глубине, прибавляй атмосферное. Формула

\rho g h

даёт только давление самой жидкости.

⚗

Опыт в Физлабе

Бочка Паскаля

Рвёт не объём, а высота столба.

Открыть опыт

Сообщающиеся сосуды и пресс

Однородная жидкость встаёт на один уровень. Разные жидкости — уровни обратно пропорциональны плотностям.

\rho_1 h_1 = \rho_2 h_2, \qquad \dfrac{F_2}{F_1} = \dfrac{S_2}{S_1}

справа — гидравлический пресс

Выигрыша в работе нет3

Пресс даёт выигрыш в силе во столько раз, во сколько площадь большого поршня больше малого.

Но малый поршень проходит во столько же раз больший путь — работа одинакова.

Если в задаче «выиграли» и в силе, и в перемещении, где-то ошибка.

Разобранные примеры

Найдите давление воды на глубине

2

м.разбор

$p=\rho gh$ , плотность воды $1000$ кг/м³.
$p=1000\cdot10\cdot2=20\,000$ Па $=20$ кПа.
Это давление СТОЛБА жидкости, без учёта атмосферного.

Ответ:

20

кПа

В гидравлическом прессе площади поршней

10

см² и

200

см². На малый действует сила

50

Н. Какая сила на большом?разбор

Закон Паскаля: давление одинаково, $\dfrac{F_1}{S_1}=\dfrac{F_2}{S_2}$ .
$F_2=50\cdot\dfrac{200}{10}=1000$ Н.
Единицы площади можно не переводить — важно только их отношение.

Ответ:

1000

Момент силы. Условия равно…Сила Архимеда. Плавание тел