2.5.2. Найпростіші гідравлічні машини.
Гідравлічний прес. Мультиплікатор
2.5.1. Прилади для вимірювання тиску
П'єзометри.Зануримо в «абсолютно» рідину, що покоїться, відкриті з обох кінців скляні трубки так, щоб їх нижні кінці збіглися з точками і (рис. 2.11). В обох трубках з відкритими кінцями рідина підніметься на однакову висоту, яка лежатиме водній площині щодо порівняння . Ця висота дорівнює висоті повного гідростатичного натиску, виміряної не за абсолютним, а за надмірним тиском.
Рис.2.11. Закон розподілу тиску
в «абсолютно» рідині, що покоїться
Такі відкриті з обох кінців трубки, призначені для вимірювання тиску, точніше п'єзометричної висоти, називаються п'єзометрами або п'єзометричними трубками.
П'єзометри придатні вимірювання щодо невеликих тисків, т.к. вже при воду в трубці піднялася б на висоту 10 м, а мінеральної олії з відносною вагою 0,8 - на 12,5 м.
Диференційні манометри.Для вимірювання різниці тисків у двох точках служать диференціальні манометри, найпростішим з яких є образний манометр (рис. 2.12).
Мал. 2.12. Диференціальний манометр
Диференціальні манометри можуть вимірювати як надмірне (рис. 2.11, а), так і вакуумметричний тиск (рис. 2.11, б). Якщо за допомогою такого манометра, що зазвичай заповнюється ртуттю, вимірюється різниця тисків і рідини щільністю, яка повністю заповнює сполучні трубки, то
При вимірі невеликих тисків газу замість ртуті застосовують спирт, гас, воду тощо.
П'єзометри і диференціальні манометри застосовні для вимірювання тиску не тільки в рідині, що покоїться, але і в потоці.
Для вимірювання тисків більше 0,2-0,3 застосовують механічні манометри – пружинні чи мембранні. Принцип їх дії ґрунтується на деформації порожнистої пружини або мембрани під дією вимірюваного тиску. Через механізм ця деформація передається стрілці, яка показує величину тиску, що вимірювається на циферблаті.
Поруч із механічними манометрами застосовують електричні манометри. Як чутливий елемент (датчика) в електроманометрі використовують мембрану. Під дією вимірюваного тиску мембрана деформується і через передавальний механізм переміщає двигун потенціометра, який разом із покажчиком включений в електричну схему.
Співвідношення одиниць вимірювання тиску:
1ат = 1кгс/см 2 =10 м вод. ст. = 736,6 мм рт. ст. = 98066,5 Па 10 5 Па.
1 кПа = 10 3 Па; 1 МПа = 10 6 Па.
При нормальному атмосферному тиску (0,1033 МПа) висота дорівнює для води 10,33 м, бензину (= 750 кг/м 3 ) 13,8 м, для ртуті 0,760 м і т.д.
2.5.2. Найпростіші гідравлічні машини. Гідравлічний прес. Мультиплікатор
Гідравлічний прес. Прес застосовується в техніці для створення великих зусиль, що стискають, які необхідні в техніці при обробці металів тиском, пресуванні, штампуванні, брикетуванні, випробуванні різних матеріалів та ін.
Прес складається з сполучених циліндрів з поршнями, з'єднаних між собою трубопроводом (рис. 2.13).
Мал. 2.13. Схема гідравлічного пресу
Одна з судин має площу, яка менша за площу другої судини. Якщо до поршня в посудині 1 докласти сили, то під ним створюється гідростатичний тиск, що визначається за формулою.
За законом Паскаля тиск передається в усі точки рідини, зокрема і площу. Це створює силу
Виразивши через, отримаємо
Таким чином, сила в стільки разів більша за силу, що діє на поршень у малому перерізі, у скільки разів площа більша за площу.
Сила створюється зазвичай за допомогою поршневого насоса, який подає рідину (масло, емульсію) камеру преса. Сила може пресувати виріб між поршнем і нерухомою платформою. Практично розвивається сила менше сили внаслідок тертя між поршнями та циліндрами. Це зменшення враховується коефіцієнтом корисної дії преса. У сучасних гідравлічних пресах розвиваються зусилля до 100 000 тонн і більше.
Мультиплікатор. Аналогічний принцип дії закладено у роботу таких відомих пристроїв, як домкрат та мультиплікатор.
На малюнку 2.14 показано схему мультиплікатора.
Мал. 2.14. Схема мультиплікатора
Якщо в камері створюється гідростатичний тиск, то гідростатичний тиск у камері має задовольняти умові
Таким чином, за допомогою мультиплікатора, тиск підвищується в раз.
Закон Паскаляформулюється так:
Тиск, який виробляється на рідину або газ, передається в будь-яку точку без змін у всіх напрямках.
Закон сформульований французьким ученим Блезом Паскалем.
Слід звернути увагу на те, що в законі Паскаля йдеться не про тиски в різних точках, а про обуреннятиску, тому закон справедливий і для рідини у полі сили тяжіння. В разі що рухаєтьсянесжимаемой рідини можна умовно говорити про справедливість закону Паскаля, бо додавання довільної постійної величини до тиску не змінює виду рівняння руху рідини (рівняння Ейлера або, якщо враховується дія в'язкості, рівняння Навье - Стокса), однак у цьому випадку термін закон Паскаляяк правило, не застосовується.
Закон Паскаля є наслідком закону збереження енергії і справедливий і для рідин (газів), що стискаються.
Формула закону Паскаля та його застосування
На основі закону Паскаля працюють різні гідравлічні пристрої: гальмівні системи, гідравлічні преси та ін.
Див. також
Напишіть відгук про статтю "Закон Паскаля"
Примітки
Уривок, що характеризує Закон Паскаля
- А де Lise? - спитав він, лише усмішкою відповідаючи на її запитання.- Вона так втомилася, що заснула в моїй кімнаті на дивані. Ax, Andre! Que! «Tresor de femme vous avez», – сказала вона, сідаючи на диван проти брата. - Вона досконала дитина, така мила, весела дитина. Я так її покохала.
Князь Андрій мовчав, але князівна помітила іронічний і зневажливий вираз, що з'явився на його обличчі.
- Але треба бути поблажливим до маленьких слабкостей; у кого їх немає, Andre! Ти не забудь, що вона вихована і виросла у світлі. І потім її становище тепер не рожеве. Треба входити у становище кожного. Ти подумай, як їй, бідолашному, після життя, до якого вона звикла, розлучитися з чоловіком і залишитися однією в селі і в її становищі? Це? дуже важко.
Князь Андрій усміхався, дивлячись на сестру, як ми посміхаємося, слухаючи людей, яких нам здається, що ми наскрізь бачимо.
- Ти живеш у селі і не знаходиш це життя жахливим, - сказав він.
– Я інша справа. Що про мене казати! Я не бажаю іншого життя, та й не можу бажати, бо не знаю жодного іншого життя. А ти подумай, Andre, для молодої та світської жінки поховатись у найкращі роки життя в селі, однієї, бо татко завжди зайнятий, а я… ти мене знаєш… як я бідна en ressources, [інтересами.] для жінки, яка звикла до кращого суспільству. M lle Bourienne одна…
– Вона мені дуже не подобається, ваша Bourienne, – сказав князь Андрій.
- О ні! Вона дуже мила і добра, а головне - жалюгідна дівчина. У неї нікого, нікого немає. Правду кажучи, мені вона не тільки не потрібна, але сором'язлива. Я, ти знаєш, і завжди була дикунка, а тепер ще більше. Я люблю бути одна… Mon pere [Батько] її дуже любить. Вона і Михайло Іванович – дві особи, до яких він завжди ласкавий і добрий, тому що вони обидва облагодійлені їм; як каже Стерн: «ми не так любимо людей за те добро, яке вони нам зробили, скільки за те добро, яке ми їм зробили». Mon pеre взяв її сиротою sur le pavе, [на бруківці,] і вона дуже добра. І mon pere любить її манеру читання. Вона вечорами читає йому вголос. Вона чудово читає.
- Ну, а правду, Marie, тобі, я думаю, важко іноді буває від характеру батька? – раптом спитав князь Андрій.
Княжна Мар'я спочатку здивувалася, потім злякалася цього питання.
- Мені? Мені?! Мені важко?! - сказала вона.
- Він і завжди був крутий; а тепер тяжко стає, я думаю, - сказав князь Андрій, мабуть, навмисне, щоб спантеличити або випробувати сестру, так легко відгукуючись про батька.
Увага! Адміністрація сайту сайт не несе відповідальності за зміст методичних розробок, а також за відповідність розробці ФГОС.
- Учасник:Колесніков Максим Ігорович
- Керівник: Щербініна Галина Геннадіївна
Вступ
Закон Паскаля став відомим у 1663 році. Саме це відкриття лягло в основу створення суперпресів із тиском понад 750 000 кПа, гідравлічного приводу, який у свою чергу зумовив появу гідроавтоматики, що керує сучасними реактивними лайнерами, космічними кораблями, верстатами з числовим програмним керуванням, могутніми самоскидами, гірськими самоскидами, гірськими самоскидами. .. Таким чином, закон Паскаля знайшов величезне застосування у сучасному світі. Проте, всі ці механізми досить складні і громіздкі, тому мені захотілося створити пристрої, в основі дії яких лежить закон Паскаля, щоб переконатися самому і переконати однокласників, багато з яких вважають, що безглуздо витрачати час на «давнину», коли нас оточують сучасні прилади , Що ця тема як і цікава і актуальна. Крім того, прилади, створені своїми руками, зазвичай викликають інтерес, змушують думати, фантазувати, та й на відкриття «старовини глибокої» дивитися іншими очима.
Об'єктоммого дослідження є закон Паскаля.
Мета роботи:дослідне підтвердження закону Паскаля.
Гіпотеза:знання закону Паскаля може стати в нагоді для конструювання будівельної техніки.
Практична значимість роботи:У моїй роботі представлені досліди для демонстрації під час уроків фізики у 7 класі середньої загальноосвітньої школи. Розроблені досліди можна демонструвати як у уроці щодо явищ (сподіваюся, що це допоможе сформувати деякі поняття щодо фізики), і у ролі домашніх завдань учням.
Запропоновані установки є універсальними, одна установка може бути використана для показу кількох дослідів.
Глава 1.Все наше гідність – здатність мислити
Блез Паскаль (1623-1662 р.р.) - французький математик, механік, фізик, літератор і філософ. Класик французької літератури, один із засновників математичного аналізу, теорії ймовірностей та проективної геометрії, творець перших зразків лічильної техніки, автор основного закону гідростатики. В історію фізики Паскаль увійшов, встановивши основний закон гідростатики, і підтвердив припущення Торічеллі про існування атмосферного тиску. На честь Паскаля називається одиниця виміру тиску системи СІ. Закон Паскаля говорить: тиск, що чиниться на рідину або газ, передається в будь-яку точку без змін у всіх напрямках. Навіть відомий закон Архімеда – це окремий випадок закону Паскаля.
Пояснити закон Паскаля можна за допомогою властивостей рідин та газів, а саме: молекули рідини та газу, ударяючись об стінки судини, утворюють тиск. Тиск збільшується (зменшується) зі збільшенням (зменшенням) концентрації молекул.
Широко поширена задача, за допомогою якої можна зрозуміти дію закону Паскаля: при пострілі з гвинтівки у вареному яйці утворюється отвір, тому що тиск у цьому яйці передається лише за напрямом її руху. Сире яйце розбивається вщент, оскільки тиск кулі в рідині, згідно із законом Паскаля, передається однаково в усіх напрямках.
До речі, відомо, що сам Паскаль, використовуючи відкритий ним закон, під час проведених експериментів винайшов шприц та гідравлічний прес.
Практична значимість закону Паскаля
На законі Паскаля заснована робота багатьох механізмів, інакше такі властивості газу, як стисливість і здатність передавати тиск на всі боки однаково, знайшли широке застосування в конструкції різних технічних пристроїв.
- Так, стиснене повітря використовується в підводному човні для його підйому з глибини. При зануренні спеціальні цистерни усередині підводного човна заповнюються водою. Маса човна збільшується, і він занурюється. Для підйому човна в ці цистерни закачується стиснене повітря, яке витісняє воду. Маса човна зменшується, і вона спливає.
Рис.1.ПЛ у надводному положенні: цистерни головного баласту (ЦГЛ) не заповнені
Рис.2.ПЛ у підводному положенні: відбулося заповнення водою ЦМЛ
- Пристрої, у яких застосовується стиснене повітря, називаються пневматичними. До них відноситься, наприклад, відбійний молоток, яким розкривають асфальт, розпушують мерзлий ґрунт, дроблять гірські породи. Під дією стисненого повітря піку відбійного молотка робить 1000-1500 ударів за хвилину великої руйнівної сили.
- На виробництві для кування та обробки металів використовується пневматичний молот та пневматичний прес.
- У вантажних автомобілях і на залізничному транспорті використовується пневматичне гальмо. У вагонах метро за допомогою стисненого повітря відчиняються та зачиняються двері. Використання повітряних систем на транспорті пов'язане з тим, що навіть у разі витоку повітря із системи він буде заповнюватися за рахунок роботи компресора і система справно працюватиме.
- На законі Паскаля заснована і робота екскаватора, де застосовуються гідравлічні циліндри для руху його стріл і ковша.
Глава 2. Душа науки - це практичне застосування її відкриттів
Досвід 1 (відео, метод моделювання принципу дії приладу на презентації)
Дія закону Паскаля можна простежити на роботі гідравлічного лабораторного преса, що складається з двох з'єднаних між собою лівого і правого циліндрів, рівномірно наповнених рідиною (водою). Чорним кольором виділені пробки (вантажі), що вказують на рівень рідини у цих циліндрах.
Мал. 3 Схема гідравлічного преса
Мал. 4. Застосування гідравлічного пресу
Що тут сталося? Ми натиснули вниз на пробку в лівому циліндрі, яка витіснила рідину з цього циліндра до правого циліндра, внаслідок чого пробка в правому циліндрі, відчуваючи тиск рідини знизу, піднялася. Таким чином рідина передала тиск.
Той самий експеримент лише трохи в іншому вигляді я провів у себе вдома: демонстрація експерименту з двома з'єднаними один з одним циліндрами - медичними шприцами, з'єднаними один з одним і наповненими рідиною-водою.
Пристрій та принцип дії гідравлічного преса описаний у підручнику 7 класу для загальноосвітніх шкіл,
Досвід 2 (відео, використання методу моделювання для демонстрації складання приладу на презентації)
У розвиток попереднього експерименту для демонстрації закону Паскаля мною було також зібрано модель дерев'яного міні-екскаватора, основою роботи якого є циліндри-поршні, наповнені водою. Що цікаво, як поршні, що піднімають і опускають стрілу і ківш екскаватора, я використовував медичні шприци, винайдені самим Блезом Паскалем на підтвердження його закону.
Отже, система складається із звичайних медичних шприців по 20 мл (функція важелів управління) і таких самих шприців по 5 мл (функція поршнів). У ці шприци мною була залита рідина – вода. Щоб з'єднати шприци, була використана система крапельниць (забезпечує герметизацію).
Для того щоб зазначена система запрацювала, ми натискаємо в одному місці на важіль, тиск води передається в поршень, на пробку, пробка піднімається - екскаватор починає рухатися, опускається і піднімається стріла екскаватора і ківш.
Даний експеримент можна продемонструвати, відповідаючи на запитання після § 36, стор. 87 підручника А.В.Перишкіна для 7 класу: «На якому досвіді можна показати особливість передачі тиску рідинами та газами?», досвід також цікавий з точки зору доступності використовуваних матеріалів та практичного застосування закону Паскаля.
Досвід 3 (відео)
Приєднаємо до трубки з поршнем (шприц) порожнисту кулю (піпетку) з безліччю маленьких отворів.
Наповнимо кулю водою і натиснемо на поршень. Тиск у трубці збільшиться, вода почне виливатися через усі отвори, при цьому натиск води у всіх цівках води буде однаковим.
Такий самий результат можна отримати, якщо замість води використовувати дим.
Цей експеримент є класичним для демонстрації закону Паскаля, проте використання матеріалів, доступних для кожного учня, робить його особливо ефектним і незабутнім.
Аналогічний досвід описаний та прокоментований у підручнику 7 класу для загальноосвітніх шкіл,
Висновок
Під час підготовки до конкурсу я:
- вивчив теоретичний матеріал з обраної мною теми;
- створив саморобні прилади та провів експериментальну перевірку закону Паскаля на наступних моделях: модель гідравлічного преса, модель екскаватора.
Висновки
Закон Паскаля, відкритий у 17 столітті, актуальний і широко застосовується і в час при конструюванні технічних пристроїв і механізмів, що полегшують роботу людини.
Сподіваюся, що зібрані мною установки будуть цікаві моїм друзям та однокласникам та допоможуть краще розібратися у законах фізики.
(1623 - 1662)
Закон Паскаля говорить: "Тиск, що виробляється на рідину або газ, передається в будь-яку точку рідини або газу однаково в усіх напрямках".
Це твердження пояснюється рухливістю частинок рідин та газів у всіх напрямках.
ДОСВІД ПАСКАЛЯ
1648 року те, що тиск рідини залежить від висоти її стовпа, продемонстрував Блез Паскаль.
Він вставив у закриту бочку, наповнену водою, трубку діаметром 1 см2, довжиною 5 м і, піднявшись на балкон другого поверху будинку, вилив у цю трубку кухоль води. Коли вода в ній піднялася до висоти ~ 4 метри, тиск води збільшився настільки, що у міцній дубовій бочці утворилися щілини, через які потекла вода.
Трубка Паскаля
А ТЕПЕР БУДЬ УВАЖЕНИЙ!
Якщо заповнити однакові за розмірами судини: один - рідиною, інший - сипучим матеріалом (наприклад, горохом), в третій поставити впритул до стінок тверде тіло, на поверхню речовини в кожній посудині покласти однакові кружечки, наприклад, з дерева /вони повинні прилягати до стінок / , а зверху встановити однакові за масою вантажі,
то як зміниться тиск речовини на дно та стінки у кожній посудині? Подумай! У якому разі спрацьовує Паскаль?
Як передаватиметься зовнішній тиск вантажів?
У ЯКИХ ТЕХНІЧНИХ ПРИСТРІЯХ ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ ЗАКОН ПАСКАЛЯ?
Закон Паскаля покладено основою устрою багатьох механізмів. Дивись малюнки, запам'ятай!
1. гідравлічні преси
Гідравлічний мультиплікатор призначений для збільшення тиску (р2> р1, оскільки при однаковій силі тиску S1> S2).
Мультиплікатори застосовуються у гідравлічних пресах.
2. гідравлічні підйомники
Це спрощена схема гідравлічного витягу, який встановлюється на самоскидах.
Призначення рухомого циліндра – збільшення висоти підйому поршня. Для опускання вантажу відкривають кран.
Заправний агрегат для постачання тракторів пальним діє так: компресор нагнітає повітря в герметично закритий бак з пальним, яке надходить по шлангу в бак трактора.
4. обприскувачі
В обприскувачах, що використовуються для боротьби з сільськогосподарськими шкідниками, тиск повітря, що нагнітається в посудину, на розчин отрути - 500 000 Н/м2. Рідина розпилюється при відкритому крані
Пневматична система водопостачання. Насос подає в бак воду, що стискає повітряну подушку, та відключається при досягненні тиску повітря 400 000 Н/м2. Вода трубами піднімається в приміщення. При зниженні тиску повітря знову вмикається насос.
6. водомети
Струмінь води, що викидається водометом під тиском 1 000 000 000 Н/м2, пробиває отвори в металевих болванках, дробить породу в шахтах. Гідропушками оснащена і сучасна протипожежна техніка.
7. під час прокладання трубопроводів
Тиск повітря "роздмухує" труби, виготовлені у вигляді плоских металевих сталевих стрічок, зварених по кромках. Це значно полегшує прокладання трубопроводів різного призначення.
8. в архітектурі
Величезний купол із синтетичної плівки підтримується тиском, більшим за атмосферний лише на 13,6 Н/м2.
9. пневматичні трубопроводи
Тиск 10 000 - 30 000 Н/м2 працює в пневмоконтейнерних трубопроводах. Швидкість складів у них сягає 45км/год. Цей вид транспорту використовується для перевезення сипких та інших матеріалів.
Контейнери для перевезення побутових відходів.
ТИ ЦЕ ЗМОЖЕШ
1. Закінчи фразу: "При зануренні підводного човна тиск повітря в ньому ...". Чому?
2. Їжу для космонавтів виготовляють у напіврідкому вигляді та поміщають у тюбики з еластичними стінками. При легкому натисканні на тюбик космонавт витягує з нього вміст. Який закон проявляється у своїй?
3. Що треба зробити, щоб вода витікала по трубці із судини?
4. У нафтовій промисловості для підйому нафти на поверхню землі застосовується стиснене повітря, яке нагнітається компресорами у простір над поверхнею нафтоносного шару. Який закон проявляється у своїй? Як?
5. Чому порожній паперовий мішок, надутий повітрям, з тріском розривається, якщо вдарити їм об руку чи щось тверде?
6. Чому у глибоководних риб при витягуванні їх на поверхню плавальний міхур стирчить із рота?
КНИЖКОВА ПОЛИЦЯ
ЧИ ЗНАЄШ ТИ ПРО ЦЕ?
Що таке кесонна хвороба?
Вона проявляється, якщо дуже швидко підніматися із глибини води. Тиск води різко зменшується і розчинене у крові повітря розширюється. Бульбашки, що утворюються, закупорюють кровоносні судини, заважаючи руху крові, і людина може загинути. Тому аквалангісти і нирці спливають повільно, щоб кров встигала нести бульбашки повітря, що утворюються, в легені.
Як ми п'ємо?
Ми приставляємо склянку або ложку з рідиною до рота і "втягуємо" їх вміст. Як? Чому, насправді, рідина прямує до нас у рот? Причина така: при пиття ми розширюємо грудну клітку і тим самим розріджуємо повітря в роті; під тиском зовнішнього повітря рідина спрямовується в той простір, де тиск менше, і таким чином проникає до нашого рота. Тут відбувається те саме, що сталося б з рідиною в судинах, якби над однією з цих судин ми стали розріджувати повітря: під тиском атмосфери рідина в цій посудині піднялася б. Навпаки, захопивши губами шийку пляшки, ви ніякими зусиллями не “втягнете” з неї воду в рот, оскільки тиск повітря у роті та над водою однаково. Отже, ми п'ємо не лише ротом, а й легкими; адже розширення легень - причина того, що рідина спрямовується до нашого рота.
Мильні бульбашки
"Видуйте мильний міхур, - писав великий англійський вчений Кельвін, - і дивіться на нього: ви можете займатися все життя його вивченням, не перестаючи отримувати з нього уроки фізики".
Мильна бульбашка навколо квітки
У тарілку або на тацю наливають мильного розчину настільки, щоб дно тарілки було покрито шаром 2 - 3 мм; у середину кладуть квітку або вазу і накривають скляною лійкою. Потім, повільно піднімаючи вирву, дмуть у її вузьку трубочку, - утворюється мильна бульбашка; коли цей міхур досягне достатніх розмірів, нахиляють воронку, вивільняючи з-під неї міхур. Тоді квітка виявиться під прозорим напівкруглим ковпаком з мильної плівки, що переливається всіма кольорами веселки.
Декілька бульбашок одна в одній
З лійки, вжитої для описаного досвіду, видують великий мильний міхур. Потім повністю занурюють соломинку в мильний розчин так, щоб тільки її кінчик, який доведеться взяти в рот, залишився сухим, і просовують її обережно через стінку першого міхура до центру; повільно витягуючи потім соломинку назад, не доводячи її, проте до краю, видувають другий міхур, укладений у першому, у ньому - третій, четвертий і т. д. Цікаво спостерігати за міхуром, коли він із теплого приміщення потрапляє в холодне: він мабуть зменшується в обсязі і, навпаки, роздмухується, потрапляючи з холодної кімнати в теплу. Причина криється, звичайно, у стисканні та розширенні повітря, укладеного всередині міхура. Якщо, наприклад, на морозі - 15° З об'єм міхура 1000 куб. см і він з морозу потрапив до приміщення, де температура +15°С, то він має збільшитися в обсязі приблизно на 1000*30*1/273 = близько 110 куб. див.
Звичайні уявлення про недовговічність мильних бульбашок не цілком правильні: при належному зверненні вдається зберегти мильний міхур упродовж цілих декад. Англійський фізик Дьюар (що прославився своїми роботами зі зрідження повітря) зберігав мильні бульбашки в особливих пляшках, добре захищених від пилу, висихання та струсу повітря; за таких умов йому вдалося зберігати деякі бульбашки місяць і більше. Лоренсу в Америці вдавалося роками зберігати мильні бульбашки під скляним ковпаком.
Природа тиску рідини, газу та твердого тіла відрізняється. Хоча тиски рідини і газу мають різну природу, вони мають один однаковий ефект, що відрізняє їх від твердих тіл. Цей ефект, а точніше фізичне явище, описує закон Паскаля.
Закон Паскаля Тиск, що здійснюється зовнішніми силами, в якесь місце рідини або газу, передається по рідині або газу без зміни в будь-яку точку.
Закон Паскаля відкрили французьким ученим Б. Паскалем в 1653 р., цей закон підтверджується різними дослідами.
Тиск це фізична величина, що дорівнює модулю сили F , що діє перпендикулярно поверхні, яка припадає на одиницю площі S цієї поверхні.
Формула закону ПаскаляЗакон Паскаля описується формулою тиску:
\(p = \dfrac(F)(S) \)
де p – це тиск (Па), F – прикладена сила (Н), S – площа поверхні (м2).
Тиск – скалярна величинаВажливо розуміти, що тиск – величина скалярна, тобто вона не має напряму.
Способи зменшення та збільшення тиску:
Для того, щоб збільшити тиск, необхідно збільшити прикладену силу та/або зменшити площу її застосування.
І навпаки, для зменшення тиску, необхідно зменшити прикладену силу та/або збільшити площу її застосування.
Розрізняють такі види тисків:
- атмосферне (барометричне)
- абсолютне
- надлишкове (манометричне)
Тиск газів залежить:
- від маси газу - чим більше газу в посудині, тим більший тиск;
- від обсягу судини - що менше обсяг із газом певної маси, то більший тиск;
- від температури - зі зростанням температури збільшується швидкість руху молекул, які інтенсивніше взаємодіють і зіштовхуються зі стінками судини, тому й тиск зростає.
Рідини і гази передають по всіх напрямках не тільки тиск, що чиниться на них, але й той тиск, який існує всередині них завдяки вазі власних частин. Верхні шари тиснуть на середні, а середні – на нижні, нижні – на дно.
Усередині рідини існує тиск. На тому самому рівні воно однаково в усіх напрямках. З глибиною тиск зростає.
Закон Паскаля означає, що якщо, наприклад, натиснути на газ із силою в 10 Н і площа цього тиску буде 10 см2 (тобто (0,1 * 0,1) м2 = 0,01 м2 ), то тиск в місці застосування сили збільшиться на p = F/S = 10 Н/0,01 м2 = 1000 Па, і на цю величину збільшиться тиск у всіх місцях газу. Тобто тиск передасться без змін до будь-якої точки газу.
Те саме характерно для рідин. А ось для твердих тіл – ні. Це з тим, що молекули рідини й газу рухливі, а твердих тілах, хоч і можуть вагатися, але залишаються своєму місці. У газах та рідинах молекули переміщуються з області з більш високим тиском в область з нижчим, таким чином тиск у всьому обсязі швидко вирівнюється.
На відміну від твердих тіл рідини і гази в стані рівноваги не мають пружності форми. Вони мають лише об'ємну пружність. У стані рівноваги напруга в рідині та газі завжди нормальна до майданчика, на яку вона діє. Дотичні напруження викликають лише зміни форми елементарних об'ємів тіла (зрушення), але не величину самих об'ємів. Для таких деформацій у рідинах та газах зусиль не потрібно, а тому в цих середовищах при рівновазі дотичні напруги не виникають.
закон сполучених судину сполучених судинах, заповнених однорідною рідиною, тиск у всіх точках рідини, розташованих в одній горизонтальній площині, однаково незалежно від форми судин.
При цьому поверхні рідини в судинах, що сполучаються, встановлюються на одному рівні.
Тиск, який з'являється в рідині через поле тяжкості, називається гідростатичним. У рідини на глибині (H), вважаючи від поверхні рідини, гідростатичний тиск дорівнює (p = rho g H). Повний тиск у рідині складається з тиску на поверхні рідини (зазвичай це атмосферний тиск) та гідростатичного.
У вашому браузері вимкнено Javascript.Щоб розрахувати, необхідно дозволити елементи ActiveX!