Давление жидкости – формула и описание кратко (физика, 7 класс)

Давление жидкости

Давление — это мера распределения силы на некоторой площади. Давление может создаваться не только твёрдыми телами, но и жидкими или газообразными. Использование этой физической величины для жидкостей имеет некоторые особенности, которые изучают на уроках физики в 7 классе. Рассмотрим их подробнее, выведем формулу давления жидкости.

Давление жидкости – формула и описание кратко (физика, 7 класс)

Распределение давления в жидкости

Давление подразумевает действие некоторой силы. Для жидкостей такая сила может иметь два источника. И первый возможный источник — это внешняя сила.

Представим себе вертикальный цилиндр с поршнем в верхней части, полностью заполненный жидкостью. Теперь, если со стороны поршня на молекулы жидкости начнёт действовать сила, то ближайшие к поршню молекулы жидкости начнут смещаться вниз. При этом они встретят на пути противодействие молекул более глубоких слоёв и начнут передавать усилие им. Молекулы более глубоких слоёв в свою очередь будут передавать усилия ещё более глубоким слоям, и так далее, до самого дна поршня.

Напомним, что молекулы в жидкости связаны друг с другом слабо и совершают хаотичные тепловые движения. Если на молекулу действует сила со стороны вышележащего слоя, а вниз её «не пускает» нижележащий слой, то молекула начинает смещение вбок. Получается, что усилие поршня, направленное вниз, будет передаваться в жидкости не только вниз, но и в стороны. При этом за счёт хаотичного движения молекул «траектория передачи силы» может быть любой, сколь угодно извилистой — сила будет передаваться по этому пути через жидкость и создавать давление в любой точке.

Давление, производимое на жидкость, передаётся в любую точку жидкости без изменения во всех направлениях. Данный закон был открыт Б. Паскалем, и носит его имя. В честь этого физика также была названа единица измерения давления.

Давление жидкости – формула и описание кратко (физика, 7 класс)

Рис. 1. Закон Паскаля.

Давление в глубине жидкости

Вторым источником давления жидкости является её собственный вес.

Давление жидкости – формула и описание кратко (физика, 7 класс)

Рис. 2. Вес тела

Этот вес будет распределён по площади дна ёмкости, содержащей жидкость, и мера этого распределения характеризуется давлением.

Если сосуд имеет площадь дна $S$, и столб жидкости в нём будет иметь высоту $h$, то объём этой жидкости будет равен:

$$V=Sh$$

Если плотность жидкости равна $rho$, то масса жидкости равна:

$$m=rho V=rho Sh$$

Вес покоящегося тела равен силе тяжести. То есть:

$$P=mmathrm{g} =rho Sh mathrm{g}$$

Этот вес распределён по площади дна $S$. Следовательно, давление на дне сосуда будет равно:

$$p={Pover S}={ rho Sh mathrm{g}over S} $$

Сокращая значение площади, получаем формулу давления жидкости на глубине $h$:

$$p = rho mathrm{g} h$$

В данную формулу не входит площадь дна сосуда. Сосуд может иметь любую форму, давление жидкости на его дно будет определяться только высотой столба жидкости и её плотностью. По этой же формуле определяется давление в любой точке жидкости, не только на дне.

Давление жидкости – формула и описание кратко (физика, 7 класс)

Рис. 3. Давление столба жидкости

Что мы узнали?

Давление в жидкости распространяется во все стороны без изменений. Источником этого давления может являться внешняя сила или вес самой жидкости. В последнем случае давление жидкости зависит только от плотности этой жидкости и от глубины точки измерения.

Беликова Ирина

Учитель физики, информатики и вычислительной техники. Победитель конкурса лучших учителей Российской Федерации в рамках Приоритетного Национального Проекта "Образование".

Оцените автора
Добавить комментарий

Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить
Adblock
detector