Давление в жидкостях.
- Чем ниже глубина, тем больше давление.
- Чем больше высота столба жидкости, тем больше давление жидкости.
- При одинаковой высоте, более плотная жидкость оказывает большее давлениею
- Давление столба жидкости от формы сосуда не зависит.
Формула: P=gph
Давление газа. Газ оказывает давление на стенки сосуда и на предметы находящиеся в нем.
Давление газа зависит от массы, температуры, объема.
Свойства давления газов
1) Чем m(больше) тем р(больше), при постоянных v&t
2) Чем t(больше) тем р(больше), при постоянных m&v
3) Чем V(больше) тем p(меньше), при постоянных m&t
На твердые тела, жидкости и газы внешние тела могут оказывать давление, которые они передают по-разному. Твердые тела передают оказываемое на них давление в направлении действия силы.
Жидкости и газы передают давление в соответствии с Законом паскаля.
13.Жидкости и газы передают по всем направлениям не только оказываемое на них внешнее давление, но и то давление, которое существует внутри их благодаря весу собственных частей. Верхние слои жидкости давят на средние, те — на нижние, а последние — на дно.
Давление, оказываемое покоящейся жидкостью, называется гидростатическим.
Получим формулу для расчета гидростатического давления жидкости на произвольной глубинеh (в окрестности точки А на рисунке 98). Сила давления, действующая в этом месте со стороны вышележащего узкого вертикального столба жидкости, может быть выражена двумя способами:
во-первых, как произведение давления в основании этого столба на площадь его сечения:
F = pS;
во-вторых, как вес того же столба жидкости, т. е. произведение массы жидкости (которая может быть найдена по формуле m = ρV, где объем V = Sh) на ускорение свободного падения g:
F = mg = ρShg.
Приравняем оба выражения для силы давления:
pS = ρShg.
Разделив обе части этого равенства на площадь S, найдем давление жидкости на глубине h:
p = ρgh.
Мы получили формулу гидростатического давления. Гидростатическое давление на любой глубине внутри жидкости не зависит от формы сосуда, в котором находится жидкость, и равно произведению плотности жидкости, ускорения свободного падения и глубины, на которой рассматривается давление.
14. Сообщающиеся сосуды - это сосуды имеющие общую часть, заполненную покоющуюся жидкостью.
Св-ва сообщающихся сосудов.
1. Независимо от формы сосудов однородная жидкость устанавливается на одинаковом уровне.
2. Закон сообщающихся сосудов. В сообщающихся сосудах, поверхности однородной жидкости устанавливаются на одинаковом уровне.
3. Если ро1> ро2, то h1 <h2
Применение.
1. Чайник
2. Фонтаны
3. Артезианский колодец
4. Водопровод с водонапорной башней. И т.д
15. Атмосферное давление- гидростатическое давление, оказываемое атмосферой на все находящиеся в ней предметы. А. д. — существенная характеристика состояния атмосферы; в каждой точке атмосферы оно определяется весом вышележащего воздуха. С высотой А. д. убывает; зависимость А. д. от высоты выражается барометрической формулой. Измеряется А. д.барометром. А. д. выражают в миллибарах (мбар), в ньютонах на м2 (н/м2) или высотой столба ртути в барометре в мм, приведённой к 0°С и нормальной (на уровне моря и широте 45°) величине ускорения силы тяжести.
За нормальное А. д. принимают 760 мм рт. ст.= 1013,25 мбар = 101325 н/м2 5 км А. д.
Торричелли, предложенный им опыт был осуществлен в 1643 г. учеником Галилея В. Вивиани. В этом опыте использовалась запаянная с одного конца стеклянная трубка длиной около 1 м. Ее наполнили ртутью и, закрыв пальцем (чтобы ртуть не вылилась раньше времени), перевернув, опустили в широкую чашу со ртутью. После того как трубку открыли, часть ртути из нее вылилась и в ее верхней части образовалось безвоздушное пространство -"торричеллиева пустота" (рис. 118). При этом высота столба ртути в трубке оказалась равной примерно 760 мм (если отсчитывать ее от уровня ртути в чаше).
Результаты этого опыта Торричелли объяснил следующим образом. "До сих пор,- писал он,- существовало мнение, будто сила, не позволяющая ртути, вопреки ее природному свойству, падать вниз, находится внутри верхней части трубки, т.е. заключается либо в пустоте, либо в веществе предельно разреженном. Однако я утверждаю, что это сила - внешняя - и что сила берется извне. На поверхность жидкости, находящейся в чаше, действуют своей тяжестью 50 миль воздуха. Что же удивительного, если ртуть... поднимается настолько, чтобы уравновесить тяжесть наружного воздуха".
Итак, атмосферное давление равно давлению столба в трубке:
Барометр-анероид - Приёмной частью анероида служит цилиндрическая металлическая коробка с концентрически-гофрированными (для большей подвижности центра) основаниями, внутри которой создано разрежение (сильфон). При повышении атмосферного давления коробка сжимается и тянет прикрепленную к ней пружину; при понижении давления коробка раздувается, толкая пружину. Перемещение конца пружины через систему рычагов передаётся на стрелку, перемещающуюся по шкале. В последних конструкциях вместо пружины применяют более упругие коробки.
+12м + 1мм рт.ст
-12м – 1мм рт.ст
16.В бак водонапорной башни вода подается насосами. Это, как правило, центробежные насосы с электрическим приводом. Мы здесь рассмотрим принцип действия другого насоса-так называемого поршневого жидкостного насоса, изображенного на рисунке 126. Основными частями этого насоса являются снабженный клапаном 1 поршень и цилиндр с клапаном 2. Когда поршень опускается вниз, вода под ним закрывает клапан 1 и открывает клапан 2. Через этот клапан вода из цилиндра по трубе 3 начинает накачиваться в верхний резервуар с водой (например, в бак водонапорной башни).
При подъеме поршня клапан 2 закрывается, а клапан 1, наоборот, открывается. Через трубу 4 вода поступает в насос и заполняет цилиндр. При последующих опусканиях и поднятиях поршня процесс будет повторяться, и вода, порция за порцией, будет перекачиваться по трубе 3 в верхний резервуар.
17 .Гидравлический пресс — это промышленная машина, которая позволяет, прилагая в одном месте небольшое усилие, одновременно получать в другом месте высокое усилие. Гидравлический пресс состоит из двух сообщающихся гидравлических цилиндров (с поршнями) разного диаметра. Цилиндр заполняется гидравлической жидкостью водой, маслом или другой подходящей жидкостью. По законам Паскаля, давление в любом месте жидкости, находящейся в покое, одинаково по всем направлениям и одинаково передается по всему объему.
По сути гидравлический пресс можно сравнить с эффектом рычага, где в качестве передающего усилие объекта используется жидкость, а усилие зависит от величины отношения площадей рабочих поверхностей.
18. Выталкивающая сила - это разность сил гидростатического давления жидкости, действующих на нижниее и верхнее основание тела. (определение из учебника)
Закон Архимеда из учебника: на тело, погруженное в жидкость (газ), действует выталивающая сила, направленная вертикально вверх и равная весу жидкости (газа) в объеме погруженного тела (или его части)
Сила архимеда обозначается Fa
p - плотность жидкости
g - ускорение свободнго падения
V - объем погруженого тела
На тело, погружённое в жидкость(не только в воду), действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости, и называется эта сила - Сила Архимеда.
На твердое тело, погруженное в жидкость, действуют архимедова сила FA и сила тяжести mg. В зависимости от соотношения сил mg и FA тело может тонуть, плавать и всплывать. Если mg> FA, тело тонет; если mg = FA, то тело плавает внутри жидкости или на ее поверхности; если mg< FA, то тело всплывает до тех пор, пока архимедова сила и сила тяжести не сравняются по модулю.Тело плавает на поверхности, если рж = рт; тело тонет, если рт > рж; тело всплывает, если рт < рж
Проще говоря сила архимеда равна силе тяжести.
Судна, которые плавают по озерам, реками, морям и океанам, построены из различных материалов., каждый из которых будет иметь свою плотность.
Например, корпусы больших судов чаще всего изготавливают из стальных листов. Крепления тоже изготавливаются из метала. В постройке одного корабля используются множество различных материалов как большей, так и меньшей плотности, чем плотность воды.
Разберемся, как же судна остаются на плову, когда они изготовлены из таких предметов.
Тело, которое погружают в воду, вытесняет своей погруженной в воду часть столько воды, что её вес будет равен весу тела в воздухе. Это справедливо для любого тела, аи судна кораблей не являются исключением.
Вес воды, которая вытесняется подводной частью судна, будет равен весу судна в воздухе.
Для глубины, на которую погружается судно в воду, придумали специальный термин – осадка. Для каждого судна существует свое максимально допустимое значение осадки. Это значение отмечают на корпусе корабля красной линией. Её еще называют ватерлиния.
19. Воздухопла́вание — это управляемые или неуправляемые полёты в атмосфере Земли на летательных аппаратах легче воздуха (в отличие от авиации, использующей летательные аппараты тяжелее воздуха).
Механическая работа
А = F s cos(a),
где F (Н) – модуль силы, s (м) – модуль перемещения, а – угол между направлением силы и перемещением.
Единица измерения работы – джоуль. 1 Дж= 1 Н м.
Условия совершения механической работы (отличной от нуля):
• На тело действует сила.
• Под действием этой силы тело перемещается.
• угол не равен 90°
Геометрический смысл механической работы. Работа численно равна площади фигуры под графиком в осях (F, х). Задачи с таким графиком на ЕГЭ встречаются редко.
Работа силы тяжести:
Работа силы упругости:
Механическая энергия. Ее виды
Если тело может совершить механическую работу, то оно обладает механической энергией Е (Дж). Либо, если внешняя сила совершает работу, воздействуя на тело, его энергия изменяется.
Сучествует два вида механической энергии: кинетическая и потенциальная.
Кинетическая энергия – энергия движущихся тел:
где v (м/с) – модуль скорости, m – масса тела.
Потенциальная энергия – энергия взаимодействующих тел
Примеры потенциальной энергии в механике.
Тело поднято над землей: Е = mgh
где h – высота, определяемая от нулевого уровня (или от нижней точки траектории). Форма траектории не важна, имеет значения только начальна и конечная высота.
Упруго деформированное тело. Деформация, определяемая от положения недеформированного тела (пружины, шнура и т.п.).
Мощность
Мощность – физическая величина, показывающая, какую работу совершает тело за единицу времени (обычно за секунду). Или какую энергию вырабатывает тело за единицу времени.
Обозначение: N (в механике) или Р (в других разделах)
Коэффициент полезного действия (КПД) равен отношению полезной работы к затраченной на ее производство энергии. Выражается в процентах.
Работа и изменение кинетической энергии (теорема о кинетической энергии). Вывод формулы из определения механической работы.N= A\t