Механические явления
Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

Давление жидкости на дно и стенки сосуда

Пёрышкин «Физика 7», §38
1

Вывод формулы

Берём столб жидкости высотой hh над площадкой SS и считаем, с какой силой он давит.
p=ρghp = \rho g hρ\rho — плотность жидкости, hh — глубина под свободной поверхностью
Вывод по шагам3

Объём столба V=ShV = Sh, масса m=ρV=ρShm = \rho V = \rho S h.

Сила давления — вес этого столба: F=mg=ρShgF = mg = \rho S h g.

Давление p=F/S=ρghp = F/S = \rho g h. Площадь сократилась — и это главный результат.

2

Площадь сократилась — значит форма сосуда не важна

Давление на дно зависит только от плотности жидкости и глубины. Ни ширина сосуда, ни его форма, ни общий объём в формулу не входят.
Гидростатический парадокс2

В узкой трубке и в широкой бочке при одинаковой высоте столба давление на дно одинаково, хотя количество жидкости отличается в сотни раз.

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

⚗
Опыт в Физлабе
Бочка Паскаля
Тяни высоту трубки и следи за манометром: рвёт не объём, а высота столба.
Открыть опыт
3

На стенки — тоже, и тем сильнее, чем глубже

На боковую стенку жидкость давит с тем же p=ρghp = \rho g h на данной глубине. У дна давление максимально.
Почему плотины делают клином2

Внизу плотины давление воды наибольшее, вверху — почти нуля. Поэтому основание делают массивным, а гребень тонким.

По той же причине у глубоководных аппаратов корпус сферический: сфера равномерно держит давление со всех сторон.

Считай глубину от свободной поверхности, а не от края сосуда и не от дна. Это самая частая арифметическая ошибка в задачах на ρgh\rho g h.
Разобранные примеры
Найдите давление воды на дно бассейна глубиной 33 м.разбор
  1. p=ρghp=\rho gh, для воды ρ=1000\rho=1000 кг/м³.
  2. p=1000⋅10⋅3=30 000p=1000\cdot10\cdot3=30\,000 Па =30=30 кПа.
  3. Площадь дна и форма бассейна на давление не влияют.
Ответ: 3030 кПа
В сосуд налит керосин (ρ=800\rho=800 кг/м³) высотой 5050 см. Найдите давление на дно.разбор
  1. Переводим: 5050 см =0,5=0{,}5 м.
  2. p=800⋅10⋅0,5=4000p=800\cdot10\cdot0{,}5=4000 Па =4=4 кПа.
Ответ: 44 кПа