Глава 2. Механические свойства жидкостей, газов и твёрдых тел

§ 9. Давление в жидкости и газе

Как рассчитать давление твёрдого тела на опору?

Вспомните закон Паскаля.

1. Твёрдые тела производят давление на опору вследствие действия на них силы тяжести. Поскольку на жидкости тоже действует сила тяжести, то логично предположить, что и жидкости оказывают давление на дно сосуда. Это можно доказать экспериментально.

Возьмём трубку, дно которой затянуто резиновой плёнкой. Нальём в трубку воду. Мы увидим, что плёнка при этом прогнётся (рис. 21). Это происходит потому, что каждый слой воды давит на другие слои, лежащие ниже, и соответственно на дно сосуда.

Любая жидкость, так же как и вода, оказывает давление на дно сосуда, в котором находится.

Рис. 21

Давление производится жидкостью не только на дно сосуда, но и на стенки, оно существует внутри жидкости на любой её глубине. При этом производимое давление передаётся, согласно закону Паскаля, по всем направлениям одинаково. Следовательно, столб жидкости на уровне АА' (рис. 22) производит давление и вниз, и вверх, и вправо, и влево, по всем другим направлениям, и значение его одинаково. Этот вывод можно проверить на опыте.

Возьмём коробочку 2, одна сторона которой затянута резиновой плёнкой 2, и соединим её резиновой трубкой с прибором, измеряющим давление (рис. 23). Этот прибор называют жидкостным манометром. Он представляет собой U-образную трубку, оба конца которой открыты. В манометр налита жидкость.

жидкостным манометром

При равном давлении на поверхность жидкости в обеих трубках (коленах) манометра её уровень одинаков. Если давление на жидкость в одном колене больше, чем в другом, то уровень жидкости в нём ниже. Соответственно чем больше разность уровней жидкости в трубках, тем больше давление.

Опустим коробочку в воду на некоторую глубину h и будем её поворачивать, не меняя расстояния от поверхности (рис. 24). Мы заметим, что разность уровней жидкости в трубках манометра не изменяется. Следовательно, давление воды (как и любой другой жидкости) на одном уровне одинаково по всем направлениям.

Рис. 24

Это означает, что на уровне АА' (см. рис. 22) давление жидкости на нижележащий слой и на стенки сосуда одинаково.

Продолжение >>>