Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Тиск у рідині та газах. Закони Паскаля і Архімеда



МЕХАНІКа РІДИН

При визначенні законів механіки рідин та газів їх розглядають як суцільне середовище, що безперервно розподілене у зайнятому ними просторі з деякою густиною, відволікаючись від атомно-молекулярної будови цих речовин.

Різниця між твердими тілами з однієї сторони та рідинами і газами з іншої, полягає у їх поведінці при зміні форми тіл.

Тверді тіла деформуються тільки під дією значних сил. Повільна зміна форми рідини без зміни її об’єму може відбуватися під дією, якої завгодно малої сили. Густина рідини практично не залежить від тиску. Густина ж газів суттєво залежить від тиску.

Фізична величина, яка дорівнює відношенню нормальної сили F, що діє з сторони рідини на деяку площину, до значення цієї площини S, отримала назву - тиск рідини:

, (7.1)

Рис. 7.1.

Закон Паскаля стверджує: тиск у довільній точці рідини, що покоїться, однаковий у всіх напрямках та однаково передається по усьому об’єму цієї рідини.

Рідина називається нестисливою, якщо її густина не залежить від тиску і не змінюється з часом.

Уявімо вертикально розташований циліндр рідини з поперечним переріз S та висотою h (див. рис. 7.1).

Сила тяжіння рідини в об’ємі циліндра дорівнює F = mg = rhSg. Тоді тиск на нижню основу циліндра буде дорівнювати:

, (7.2)

де r- густина рідини, g - прискорення вільного падіння.

Отриманий нами вираз (7.2) має назву закон гідростатики.

Якщо на рідину, у верхній основі циліндра діє зовнішній тиск Р1, то вираз (7.2) можна перетворити до наступного вигляду:

Р = Р1 + ρgh, (7.3)

Саме закону гідростатики зобов’язаний своїм існуванням напевно найстаріший та найвідоміший закон фізики – закон Архімеда: на занурене у рідину чи газ тіло діє направлена вертикально вгору сила, що чисельно дорівнює вазі рідини чи газу, які витіснені цим тілом.

Для доведення цього закону розглянемо циліндр висотою Δh та площиною основи S, який повністю занурений у рідину густиною ρ. У відповідності до закону гідростатики сила тиску на нижню основу циліндра F2 буде більшою, ніж на верхню F1 (див. рис. 7.2). Різниця цих сил і є силою Архімеда FА :

Рис. 7.2.

FА = F2-F1 = Р2S – Р1S = (rgh2-rgh1)S = rg(h2-h1)S = rg∆hS

Таким чином:

, (7.4)

де V - об’єм зануреного у рідину тіла.

Сила Архімеда має напрямок, протилежний силі тяжіння тіла, та прикладена у точці, що отримала назву - центр тиску.

Центр тиску співпадає з центром мас однорідного тіла чи тієї його частини, що занурена у рідину чи газ (див. рис. 7.1).

Тиск у системі СІ вимірюється у паскалях: [P] = [Н/м2] = [Па].

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.