Гидростатика

§ 138. Подвижность жидкости

Основным отличием жидкостей от твердых (упругих) тел является подвижность (текучесть). Благодаря своей подвижности жидкости, в отличие от упругих тел, не обнаруживают сопротивления изменению формы. Части жидкости могут свободно сдвигаться, скользя одна от...

§ 139. Силы давления

Повседневный опыт учит нас, что жидкости действуют с известными силами на поверхность твердых тел, соприкасающихся с ними. Эти силы мы называем силами давления жидкости. Прикрывая пальцем отверстие открытого водопроводного крана, мы ощущаем силу давления ...

§ 140. Измерение сжимаемости жидкости

Хотя изменение объема жидкости под действием внешних сил и невелико, его все же можно обнаружить и измерить без, особого труда. Однако при измерении сжимаемости жидкости нужно учесть, что жидкость, сильно сжимаемая в сосуде, действует изнутри на его стенк...

§ 141. «Несжимаемая» жидкость

Мы выяснили, что силы давления возникают вследствие сжатия жидкости. Однако сжатие жидкости весьма незначительно даже при очень больших силах давления. Так как нас обычно интересует не сжатие жидкости само по себе, а только те силы давления, которые возни...

§ 142. Силы давления в жидкости передаются во все стороны

На рис. 214 для наглядности в сильно преувеличенном виде было показано сжатие жидкости при различных нагрузках на поршень. Аналогичную картину мы получили бы, помещая под поршень сильную пружину: как пружина, так и жидкость действуют с определенными силам...

§ 143. Направление сил давления

Силы давления, действующие со стороны покоящейся жидкости на данный участок поверхности твердого тела, направлены всегда перпендикулярно к поверхности. В самом деле, в противном случае противодействующие силы, т. е. силы, с которыми данный участок поверхн...

§ 144. Давление

Силы давления на стенки сосуда, заключающего жидкость, или на поверхность твердого тела, погруженного в жидкость, не приложены в какой-либо определенной точке поверхности. Они распределены по всей поверхности соприкосновения твердого тела с жидкостью. Поэ...

§ 145. Мембранный манометр

Как измерить давление жидкости на поверхность твердого тела, например давление воды на дно стакана? Конечно, дно стакана деформируется под действием сил давления, и, зная деформацию, мы могли бы определить вызвавшую ее силу и рассчитать давление; но этаде...

§ 146. Независимость давления от ориентации площадки

Манометр, погруженный в жидкость, показывает давление в той области жидкости, где расположена его мембрана. Чтобы по показаниям манометра можно было судить о давлении в избранном месте, размеры мембраны должны быть достаточно малыми. Иначе, если давление ...

§ 147. Единицы давления

Единицей давления называют такое давление, при котором на единицу площади действует сила, равная единице. В СИ единицей давления служит давление, при котором на один квадратный метр приходится сила, равная одному ньютону. Эта единица названа в честь Б. Па...

§ 148. Определение сил давления по давлению

Зная давление в каждой точке данной поверхности, нетрудно определить равнодействующую сил давления на всю эту поверхность. Рассмотрим сначала плоскую поверхность. Если давление  одно и то же по всей поверхности, то равнодействующая сила , где  — площадь п...

§ 149. Распределение давления внутри жидкости

В предыдущих параграфах мы выяснили, что давление внутри жидкости зависит от степени ее сжатия. Жидкость может быть сжата действующей на нее силой тяжести или какими-либо внешними силами, приложенными к поверхности жидкости (поверхностные силы). Например,...

§ 150. Закон Паскаля

Сначала найдем распределение давления внутри жидкости для случая, когда жидкость сжата только поверхностными силами. Вес жидкости можно не учитывать, если обусловленное им давление мало по сравнению с давлением, вызванным поверхностными силами. На искусст...

§ 151. Гидравлический пресс

Закон Паскаля позволяет объяснить действие распространенного в технике устройства — гидравлического пресса. Гидравлический пресс состоит из двух цилиндров разных диаметров, снабженных поршнями и соединенных трубкой (рис. 226). Пространство под поршнями и ...

§ 152. Жидкость под действием силы тяжести

Рассмотрим теперь равновесие жидкости с учетом действия силы тяжести. Повторяя рассуждения § 150, убедимся, что давление во всех точках горизонтальной плоскости одно и то же, но возрастает при переходе от одной горизонтальной плоскости к другой, лежащей н...

§ 153. Сообщающиеся сосуды

Возьмем ряд сосудов различной формы, соединенных в нижней части трубками (сообщающиеся сосуды). Если наливать жидкость в один из них, жидкость перетечет по трубкам в остальные сосуды и установится во всех сосудах на одном уровне (рис. 235). Рис. 235. Во в...

§ 154. Жидкостный манометр

Нальем в  - образную трубку воду и, взяв в рот левый конец трубки, будем дуть в нее (рис. 241). Мы увидим, что уровни воды в коленах трубки сместятся, так что в открытом конце трубки вода будет стоять на более высоком уровне. Это объясняется тем, что возд...

§ 155. Устройство водопровода. Нагнетательный насос.

Схема устройства водопровода показана на рис. 243. На башне устанавливается большой бак с водой (водонапорная башня). От бака идут трубы с целым рядом ответвлений, вводимых в дома. Концы ответвлений закрываются кранами. У крана давление воды равно давлени...

§ 156. Сифон

Рассмотрим два сосуда с одной и той же жидкостью, расположенные на разных уровнях (рис. 245): Наполним изогнутую трубку той же жидкостью, погрузим концы трубки в жидкость, содержащуюся в сосудах, после чего удалим пробки, закрывающие оба конца трубки. Есл...

§ 157. Сила давления на дно сосуда

Возьмем цилиндрический сосуд с горизонтальным дном и вертикальными стенками, наполненный жидкостью до высоты  (рис. 248). Рис. 248. В сосуде с вертикальными стенками сила давления на дно равна весу всей налитой жидкости Рис. 249. Во всех изображенных сосу...

§ 158. Давление воды в морских глубинах

В § 147было указано, что давление водяного столба высоты 10 метров равно одной атмосфере. Плотность морской соленой воды на 1—2% больше, чем плотность пресной воды. Поэтому можно с достаточной точностью считать, что погружение в море на каждые 10 метров д...

§ 159. Прочность подводной лодки

Погружаясь в глубину моря, подводная лодка испытывает всестороннее давление, сжимающее ее. В технике часто встречаются конструкции, испытывающие всестороннее давление, но обычно давление это направлено изнутри наружу. В таких условиях, например, находятся...

§ 160. Закон Архимеда

На поверхность твердого тела, погруженного в жидкость, действуют, как мы знаем, силы давления. Так как давление увеличивается с глубиной погружения, то силы давления, действующие на нижнюю часть тела и направленные вверх, больше, чем силы, действующие на ...

§ 161. Измерение плотности тел на основании закона Архимеда

Для определения плотности  однородного тела неправильной формы, объем которого трудно найти при помощи измерения размеров тела, можно поступить следующим образом. Тело дважды взвешивают на весах: один раз обычным способом, другой раз — погружая тело в жид...

§ 162. Плавание тел

Закон Архимеда дает возможность разъяснить все вопросы, связанные с плаванием тел. Пусть тело погружено в жидкость и предоставлено самому себе. Если вес тела больше веса вытесненной им жидкости, то оно будет тонуть — погружаться, пока не упадет на дне сос...

§ 163. Плавание несплошных тел

Тело, имеющее полости, куда жидкость не проникает при плавании тела, вытесняет такой же объем, что и сплошное тело. Поэтому и выталкивающая сила для такого тела та же, что и для сплошного. Но масса тела с полостями меньше массы сплошного тела; поэтому при...

§ 164. Устойчивость плавания кораблей

Для кораблей и подводных лодок чрезвычайно важен вопрос об устойчивости их равновесия при плавании («остойчивость» судов). Известно, что при неправильном распределении груза на судне оно может перевернуться. Вопрос об остойчивости является вопросом безопа...

§ 165. Всплывание пузырьков

Пузырек газа, оказавшийся в глубине моря (например, пузырек воздуха, выпущенный водолазом из-под шлема скафандра), начинает всплывать, так как выталкивающая сила, равная весу воды в объеме пузырька, значительно больше веса газа в пузырьке. Поднимаясь квер...

§ 166. Тела, лежащие на дне сосуда

Кажущимся противоречием закону Архимеда является следующий опыт (рис. 271). Дно стеклянного сосуда покрыто тонким слоем парафина. Положим на него кусок парафина с гладким основанием и осторожно нальем в сосуд воды....

Sponsor

Sponsor