Закон Паскаля

Блез Паскаль — французский математик, физик и философ, живший в середине семнадцатого века. Исследовал поведение жидкостей и газов, изучал давление.

Закон Паскаля

Он заметил, что форма сосуда не оказывает никакого влияния на давление жидкости внутри его. А также сформулировал принцип: жидкости и газы передают одинаково по всем направлениям оказываемое на них давление.
Этот принцип называют законом Паскаля для жидкостей и газов.

Закон Паскаля

Необходимо понимать, что в этом законе не учитывалась сила тяжести, действующая на жидкость. В действительности, давление жидкости растёт с глубиной из-за притяжения к Земле, и это гидростатическое давление.

foto_paskal_2

Для вычисления его значения применяется формула:
formula_19 —  давление столба жидкости.

  • ρ — плотность жидкости;
  • g — ускорение свободного падения;
  • h — глубина (высота столба жидкости).

Полное давление жидкости на любой глубине складывается из гидростатического давления и давления, связанного с внешним сжатием:
formula_20
где p0 — внешнее давление, например, поршня в сосуде с водой.

Применение закона Паскаля в гидравлике

Гидравлические системы используют несжимаемые жидкости, такие как нефть или вода, чтобы передавать давление из одной точки в другую внутри жидкости с выигрышем в силе. Гидравлические устройства используются для дробления твёрдых веществ, в прессах. У воздушных судов гидравлика установлена в тормозные системы и шасси.
Так как закон Паскаля справедлив и для газов, то в технике существуют пневматические системы, использующие давление воздуха.

Архимедова сила. Условие плавания тел

Знание архимедовой силы (по-другому — выталкивающей) важно при попытке понять, почему некоторые тела плавают, в то время как другие тела тонут.
Рассмотрим пример. Человек находится в бассейне. Когда он полностью погружается под воду, он легко может выполнить сальто, сделать кувырок или очень высоко подпрыгнуть. На суше выполнить такие трюки намного сложнее.
Такая ситуация в бассейне возможна из-за того, что на человека действует в воде архимедова сила. В жидкости давление возрастает с глубиной (это справедливо и для газа). Когда тело находится полностью под водой, то давление жидкости снизу тела преобладает над давлением сверху, и тело начинает всплывать.

Закон Архимеда

На тело в жидкости (газе) действует выталкивающая сила, равная по величине весу того количества жидкости (газа), которое вытеснено погружённой частью тела.

foto_paskal_3

  • Fт — сила тяжести;
  • Fа — архимедова сила;
  • ρж — плотность жидкости или газа;
  • Vв. ж. — объём вытесненной жидкости (газа), равный объёму погружённой части тела;
  • Pв. ж. — вес вытесненной жидкости.

Условие плавания

foto_paskal_4

  1. FТ> FA — тело тонет;
  2. FТ< FA — тело поднимается к поверхности до тех пор, пока не окажется в положении равновесия и не начнёт плыть;
  3. FТ = FA — тело находится в равновесии в водной или газовой среде (плавает).