Давление твёрдых тел, жидкостей и газов
Закон Паскаля
Пёрышкин «Физика 7», §36–37
1
Опыт с цилиндром и поршнем
Кладём под поршень то твёрдое тело, то жидкость, давим одинаково — и получаем разный результат.
+Что происходит внутри3
С твёрдым телом: слои атомов сближаются только по вертикали, значит давление передаётся на дно и не передаётся на боковые стенки.
С жидкостью: её молекулы расположены так же плотно, но свободно перескакивают с места на место, порядка в их расположении нет. Толчок от поршня передаётся молекулами во все стороны.
Поэтому жидкость давит и на дно, и на боковые стенки, и вверх на сам поршень.
2
Формулировка закона
Давление, производимое на жидкость или газ, передаётся без изменения в каждую точку объёма.
+Где здесь легко ошибиться2
«Без изменения» — то есть добавка давления одинакова везде, а не только под поршнем.
Закон Паскаля ничего не говорит про давление от собственного веса жидкости — это отдельная добавка, о ней следующий урок.
⚗Опыт в Физлабе
Сосуды и закон Паскаля
Шар Паскаля: жидкость выходит из всех отверстий сразу и одинаковыми струями.
3
Почему газы сжимаемы, а жидкости почти нет
Между молекулами газа огромные промежутки, между молекулами жидкости — почти нет.
+Следствие для техники2
Гидравлические системы делают на жидкости именно поэтому: она передаёт усилие практически мгновенно и не «пружинит».
Пневматика на газе, наоборот, мягкая — это плюс там, где нужен амортизатор.
Разобранные примеры
Сформулируйте закон Паскаля и объясните, почему он не работает для твёрдых тел.разбор
- Давление, производимое на жидкость или газ, передаётся во все стороны БЕЗ изменения.
- Причина — подвижность молекул: они свободно перемещаются и передают давление во всех направлениях.
- В твёрдом теле молекулы закреплены в узлах решётки, поэтому давление передаётся только по направлению силы.
Ответ: передаётся одинаково во все стороны
На поршень площадью 0,01 м² действует сила 200 Н. Какое давление создаётся в жидкости?разбор
- p=SF=0,01200=20000 Па.
- По закону Паскаля это давление одинаково в любой точке жидкости.