ЗОВНІШНЄ НЕЗАЛЕЖНЕ ОЦІНЮВАННЯ 2018 - ФІЗИКА КОМПЛЕКСНЕ ВИДАННЯ

Частина I НАВЧАЛЬНИЙ ДОВІДНИК — З ПРИКЛАДАМИ ТА ЗАВДАННЯМИ

МЕХАНІКА

4. ЕЛЕМЕНТИ МЕХАНІКИ РІДИН ТА ГАЗІВ

4.2. ГІДРОСТАТИЧНИЙ ТИСК. СПОЛУЧЕНІ ПОСУДИНИ

4.2.1. ГІДРОСТАТИЧНИЙ ТИСК

Гідростатичний тиск — тиск нерухомої рідини на дно посудини, обумовлений її вагою.

♦ Гідростатичний тиск залежить тільки від густини рідини ррід та висоти h стовпчика рідини в посудині:

р = ррідgh.

За цією формулою розраховують тиск шару рідини заввишки h :

• на дно посудини;

• на будь-яке тіло, занурене в рідину на глибину h;

• на стінки посудини на глибині h .

♦ Якщо рідина перебуває під зовнішнім тиском р0 (наприклад, під тиском повітря), то тиск усередині рідини на глибині h дорівнює (рис. 4.1):

p = p0 + pрідgh.

Рис. 4.1

4.2.2. ГІДРОСТАТИЧНИЙ ПАРАДОКС

Якщо взяти декілька посудин різної форми, заповнених однаковою рідиною до одного рівня (рис. 4.2), то, незважаючи на те, що вага рідини в посудинах буде різною, тиск, створюваний цією рідиною на дно посудини, буде однаковим: р = ррiдgh .

Чому?

Рис. 4.2

У першій посудині сила реакції опори стінок урівноважує частину ваги рідини (рис. 4.3), а у другій посудині сила реакції опори стінок збільшує силу тиску на дно.

У четвертій посудині тиск тонкого вертикального стовпа за законом Паскаля передається на дно:

p = pрідgh1 + pрідgh2 = pрідg(h1 + h2) = pрідgh.

Рис. 4.3

4.2.3. СПОЛУЧЕНІ ПОСУДИНИ

Сполучені посудини — це посудини, які з'єднані між собою в ніжній частині так, що рідина може перетікати з однієї посудини в іншу.

♦ У відкритих сполучених посудинах різних форм та розмірів однорідна нерухома рідина встановлюється на одному рівні (рис. 4.4, а).

♦ У відкритих сполучених посудинах з різнорідними не змішуваними рідинами висоти стовпів рідин над рівнем їхнього розподілу (рис. 4.4, б) обернено пропорційні густинам цих рідин:

p1gh1 = p2gh2 = .

Рис. 4.4

4.2.4. ГІДРАВЛІЧНА МАШИНА

Гідравлічна машина — технічний пристрій, дія якого ґрунтується на законі Паскаля.

♦ Будова. Сполучені посудини із різною площею перерізу, що закриті поршнями, простір між якими заповнений рідиною (рис. 4.5).

Рис. 4.5

♦ Принцип дії. Якщо до поршня меншого циліндра прикласти силу , то ця сила створить на поверхню рідини певний додатковий тиск р:

р = ,

У де S1 — площа меншого поршня.

Відповідно до закону Паскаля цей тиск передаватиметься в усі точки рідини, що заповнює сполучені циліндри. Рідина почне тиснути на поршень більшого циліндра з деякоюсилою : F2 = pS2, де S2 — площа меншого поршня.

♦ Виграш у силі. Гідравлічна машина дає виграш у силі у стільки разів, у скільки площа його великого поршня більша за площу меншого поршня:

= .





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити