Preučujemo tlak tekočine. Pripravite zaključke

Za obravnavo vprašanja "Fluid Pressure", začnimo s klasičnimi primeri in postopoma preiti na bolj zapletene in nejasne možnosti. Za posodo valjaste oblike, katere stene so strogo navpične in dno je vodoravno, hidrostatični tlak tekočina se vlije v višino h, za vsako točko dna bo nespremenjena. Formula za izračun te vrednosti bo videti kot p = rgh, kjer je r gostota tekočine-g je pospešek prosti padec- h je višina kolone tekočine. Vrednost p za vse točke dna je enaka.

Uvajanje v spodnjem območju posode s formulo S, lahko izračunamo tlačno silo F. Ker je tlak tekočine na dnu posode v vsaki točki enak, logično pridejo v formuli F = rghS.

V tem primeru je enostavno videti sila tlaka na dno je enaka teži tekočine, ki se vlije v valjasto posodo pravilne oblike. Zdi se paradoksalno, vendar ima znanstveno in logično razlago, da formula F = rghS deluje za plovila zelo različnih oblik. Z drugimi besedami, pod enakimi vrednostmi S - spodnjo površino in H - višina nivoja tekočine tlaka tekočine na dnu enaka za vsa plovila, katerih glede prilagaja količino vsakega posameznega plovila. Masa tekočine dejansko napolni plovil vseh oblik in so lahko manjši in večji od pritiska sil na dnu, vendar bo vedno izpolnjujejo zgornje pravilo.

V skladu s temeljnim načelom fizike za preverjanje teoretičnih zaključkov v praksi je Pascal predlagal uporabo instrumenta, imenovanega po njegovem imenu. Vrhunec te naprave je poseben stoj, ki vam omogoča, da popravite posode različnih oblik, ki nimajo dna. Dno posode je tesno pritisnjeno od pod ploščo, ki se nahaja na eni roki ravnega greda.

Namestimo težo na skodelico druge ročice in začnemo polnjenje posode z vodo. Ko tlak v tekočini ustvari silo, ki je večja od teže teže, bo tekočina odprla ploščo in presežek se bo iztekel. Z merjenjem višine vodnega stolpca lahko izračunate številčno vrednost sile njenega tlaka na dnu in jo primerjate s težo teže.

Ob upoštevanju možnosti doseganja večje tlačne sile z majhno količino vode, samo povečanje višine nivo vode stolpec, lahko daste pojasnilo drugi zanimivi izkušnji, ki jo je opisal tudi Pascal.

Na vrh novega previdno strganega soda, do robov, napolnjenih z vodo, je bila pritrjena dolga cev, nad katero je bila vlita voda. Cev je imela majhen presek, par vodnih skodel je bilo dovolj, da je vodni stolpec dvignil na precejšnjo višino. Na nekem mestu je novi trdni cev ni mogel stati in je šel po šivih. Ne glede na količino vljene tekočine je bila višina vodnega stolpca, ki je privedla do povečanja tlaka na dnu cevi. Posledično je nastala kritična vrednost sile, kar je povzročilo porušitev zmogljivosti.

Razlika v realni teži tekočine in tlačno silo na dnu posode kompenzira sila, ki povzroči pritisk fluida na stene posode. To je nagib sten plovila, ki povzroči, da je ta tlak bodisi usmerjen navzgor ali navzdol, kar pomeni, da je sistem v ravnovesje.

Plovilo, ki se zoži na vrh, naleti na tekoči tlak, usmerjen navzgor. Zanimive izkušnje lahko naredite s pripravo enostavne namestitve. Treba je postaviti valj na fiksni bat, ki prehaja v cev, nameščeno navpično. Izlivamo vodo skozi cev, vidimo, kako polnjenje prostora nad batom vodi do dvigovanja cilindra navzgor.

Če povzamemo, se izraz "tlak" lahko opredeli kot razmerje med silo, ki deluje pravokotno na površino, na njegovo območje. Tlak enote je enaka enemu Pascalu (1 Pa) in ustreza dejanju sile v enem Newtonu (1 H) na kvadratni meter (1 kvadratni meter).

V skladu s Pascalovim zakonom se tlak, ki ga povzroča tekočina (plin), prenaša nespremenjeno na vsako točko prostornine tekočine (plina). Notranji tlak tekočine (plin) je enak pri določeni višini. Z globino se povečuje.