ตัวอย่างกฎของปาสคาลสำหรับของเหลวและก๊าซ กฎของปาสคาล

กฎข้อนี้ถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส บี. ปาสคาล ในปี 1653 บางครั้งเรียกว่ากฎพื้นฐาน

กฎของปาสกาลสามารถอธิบายได้ในรูปของ โครงสร้างโมเลกุลสาร ในของแข็ง โมเลกุลจะเกิดโครงตาข่ายคริสตัลและสั่นสะเทือนรอบๆ ตัวมันเอง ในของเหลวและก๊าซ โมเลกุลมีอิสระสัมพัทธ์ โดยสามารถเคลื่อนที่โดยสัมพันธ์กัน คุณลักษณะนี้ช่วยให้แรงดันที่เกิดขึ้นกับของเหลว (หรือก๊าซ) สามารถส่งผ่านได้ไม่เพียงแต่ในทิศทางของแรงเท่านั้น แต่ยังส่งไปในทุกทิศทางอีกด้วย

กฎของปาสคาลพบว่ามีการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่อย่างกว้างขวาง งานของซุปเปอร์เพรสสมัยใหม่นั้นเป็นไปตามกฎของปาสคาล ซึ่งสามารถสร้างแรงกดดันได้ประมาณ 800 MPa อีกทั้งการทำงานของระบบไฮดรอลิกอัตโนมัติทั้งหมดที่ควบคุม ยานอวกาศ, เครื่องบินไอพ่น, เครื่องควบคุมเชิงตัวเลข, รถขุด, รถดัมพ์ ฯลฯ

ความดันของเหลวอุทกสถิต

ความดันอุทกสถิตภายในของเหลวที่ระดับความลึกใดๆ ไม่ได้ขึ้นอยู่กับรูปร่างของภาชนะที่ของเหลวนั้นตั้งอยู่ และเท่ากับผลคูณของของเหลวและความลึกที่กำหนดความดัน:

ในของไหลที่เป็นเนื้อเดียวกันที่อยู่นิ่ง แรงกดดันที่จุดที่อยู่ในระนาบแนวนอนเดียวกัน (ที่ระดับเดียวกัน) จะเท่ากัน ในทุกกรณีที่แสดงในรูปที่. 1 ความดันของเหลวที่ด้านล่างของภาชนะจะเท่ากัน

รูปที่ 1. ความเป็นอิสระของแรงดันอุทกสถิตจากรูปร่างของถัง

ที่ระดับความลึกที่กำหนด ของเหลวจะกดเท่ากันในทุกทิศทาง ดังนั้นแรงกดบนผนังที่ระดับความลึกที่กำหนดจะเหมือนกับบนแท่นแนวนอนซึ่งมีความลึกเท่ากัน

ความดันรวมในของเหลวที่เทลงในภาชนะคือผลรวมของความดันที่พื้นผิวของของเหลวและความดันอุทกสถิต:

ความดันที่พื้นผิวของของเหลวมักจะเท่ากับความดันบรรยากาศ

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1

ออกกำลังกาย	เทน้ำลงในลูกบาศก์กลวงที่มีขอบ 40 ซม. ค้นหาแรงดันน้ำที่ด้านล่างและผนังของลูกบาศก์
สารละลาย	มาวาดรูปกันเถอะ 1) ความดันอุทกสถิตที่ระดับความลึก แรงดันน้ำที่ด้านล่างของลูกบาศก์: พื้นที่ด้านล่างอยู่ที่ไหน - 2) แรงกดดันโดยเฉลี่ย ขอบด้านข้างเท่ากับครึ่งหนึ่งของผลรวมของแรงกดดันที่ระดับพื้นผิวและที่ระดับล่างสุด: แรงกดบนผนังลูกบาศก์: จากตาราง ความหนาแน่นของน้ำคือ กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร ลองแปลงหน่วยเป็นระบบ SI: ความยาวขอบลูกบาศก์ ซม. ม. มาคำนวณกัน: 1) แรงกดที่ด้านล่าง: 2) แรงกดบนผนัง:
คำตอบ	แรงดันน้ำที่ด้านล่างและผนังของลูกบาศก์เท่ากับ 627 และ 314 N ตามลำดับ

ตัวอย่างที่ 2

ออกกำลังกาย	ข้อศอกสองอันของท่อรูปตัว U เต็มไปด้วยน้ำและน้ำมัน โดยแยกจากกันด้วยสารปรอท จุดเชื่อมต่อระหว่างปรอทและของเหลวในข้อศอกทั้งสองมีความสูงเท่ากัน กำหนดความสูงของเสาน้ำหากความสูงของเสาน้ำมันคือ 20 ซม.
สารละลาย	มาวาดรูปกันเถอะ ตามกฎของปาสคาล ความดันที่โค้งทั้งสองของท่อจะเท่ากัน: ระดับแรงดันน้ำ ระดับแรงดันน้ำมัน เราได้รับสมการแทนนิพจน์สำหรับความดันของเหลวเป็นความเท่าเทียมกันแรก:

(1623 - 1662)

กฎของปาสคาลระบุว่า "ความดันที่กระทำต่อของเหลวหรือก๊าซจะถูกส่งผ่านไปยังจุดใดๆ ในของเหลวหรือก๊าซอย่างเท่าเทียมกันในทุกทิศทาง"
ข้อความนี้อธิบายได้จากการเคลื่อนที่ของอนุภาคของของเหลวและก๊าซในทุกทิศทาง

ประสบการณ์ของปาสคาล

ในปี 1648 แบลส ปาสกาลแสดงให้เห็นว่าความดันของของเหลวขึ้นอยู่กับความสูงของคอลัมน์
เขาสอดท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ซม. 2 และความยาว 5 ม. ลงในถังปิดที่เต็มไปด้วยน้ำ จากนั้นขึ้นไปที่ระเบียงชั้นสองของบ้าน เทน้ำหนึ่งแก้วลงในท่อนี้ เมื่อน้ำในนั้นสูงขึ้นถึงความสูง ~ 4 เมตร แรงดันน้ำก็เพิ่มขึ้นมากจนเกิดรอยแตกในถังไม้โอ๊คที่แข็งแรงซึ่งมีน้ำไหลผ่าน

หลอดปาสคาล

ตอนนี้ระวัง!

หากคุณเติมภาชนะที่มีขนาดเท่ากัน: อันหนึ่งบรรจุของเหลว อีกอันบรรจุวัสดุเทกอง (เช่น ถั่ว) ในส่วนที่สาม คุณจะวางวัตถุแข็งไว้ใกล้กับผนัง บนพื้นผิวของสารในภาชนะแต่ละอันที่คุณวางเหมือนกัน ตัวอย่างเช่นวงกลมที่ทำจากไม้ / ควรอยู่ติดกับผนัง / และวางน้ำหนักที่เท่ากันไว้ด้านบน

แล้วความดันของสารด้านล่างและผนังในแต่ละภาชนะจะเปลี่ยนไปอย่างไร? คิดดูสิ! กฎของปาสคาลใช้ในกรณีใด

แรงดันภายนอกของโหลดจะถูกส่งผ่านอย่างไร?

กฎหมายของปาสคาลใช้อุปกรณ์ทางเทคนิคใดบ้าง

กฎของปาสกาลเป็นพื้นฐานสำหรับการออกแบบกลไกต่างๆ ดูภาพจำไว้!

1. เครื่องอัดไฮดรอลิก

ตัวคูณไฮดรอลิกได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มความดัน (р2 > р1 เนื่องจากมีแรงดันเท่ากัน S1 > S2)

ตัวคูณใช้ในเครื่องอัดไฮดรอลิก

2. ลิฟท์ไฮโดรลิก

นี่เป็นแผนภาพแบบง่ายของลิฟต์ไฮดรอลิกที่ติดตั้งบนรถดัมพ์

หน่วยเติมเชื้อเพลิงสำหรับจ่ายเชื้อเพลิงให้กับรถแทรกเตอร์ทำงานดังนี้: คอมเพรสเซอร์จะบังคับให้อากาศเข้าไปในถังที่ปิดสนิทพร้อมเชื้อเพลิง ซึ่งจะเข้าสู่ถังของรถแทรกเตอร์ผ่านท่อ

4.เครื่องพ่น

ในเครื่องพ่นที่ใช้ควบคุมศัตรูพืชทางการเกษตร ความดันของอากาศที่สูบเข้าไปในถังไปยังสารละลายพิษคือ 500,000 N/m2 น้ำยาจะสเปรย์เมื่อเปิดก๊อกน้ำ

5.ระบบประปา

ระบบจ่ายน้ำแบบนิวแมติก ปั๊มจ่ายน้ำไปที่แท้งค์ บีบอัดเบาะลม และปิดเมื่อความดันอากาศถึง 400,000 N/m2 น้ำขึ้นทางท่อเข้าไปในสถานที่ เมื่อความดันอากาศลดลง ปั๊มจะเปิดอีกครั้ง

6.ปืนฉีดน้ำ

กระแสน้ำที่พุ่งออกมาด้วยปืนฉีดน้ำภายใต้แรงดัน 1,000,000,000 นิวตัน/ตารางเมตร เจาะรูในช่องว่างโลหะและบดขยี้หินในเหมือง อุปกรณ์ดับเพลิงสมัยใหม่ยังติดตั้งไฮโดรแคนนอนอีกด้วย

7. เมื่อวางท่อ

แรงดันอากาศ "พองตัว" ท่อซึ่งทำในรูปแบบของแถบเหล็กโลหะแบนที่เชื่อมที่ขอบ สิ่งนี้ช่วยลดความยุ่งยากในการวางท่อเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ

8. ในด้านสถาปัตยกรรม

โดมขนาดใหญ่ที่ทำจากฟิล์มสังเคราะห์ได้รับการสนับสนุนจากแรงดันที่มากกว่าความดันบรรยากาศเพียง 13.6 N/m2

9. ท่อลม

แรงดัน 10,000 - 30,000 N/m2 ทำงานในท่อส่งตู้คอนเทนเนอร์แบบนิวแมติก ความเร็วของรถไฟในนั้นสูงถึง 45 กม./ชม. การขนส่งประเภทนี้ใช้สำหรับการขนส่งสินค้าจำนวนมากและวัสดุอื่นๆ

ภาชนะสำหรับขนขยะในครัวเรือน

คุณสามารถทำเช่นนี้ได้

1. จบวลี: “เมื่อเรือดำน้ำดำน้ำ ความกดอากาศในนั้น.....” ทำไม

2. อาหารสำหรับนักบินอวกาศจัดทำในรูปแบบกึ่งของเหลวและวางในหลอดที่มีผนังยางยืด ด้วยการกดเบา ๆ บนท่อ นักบินอวกาศจะดึงสิ่งที่อยู่ภายในออกมา มีกฎหมายอะไรปรากฏในนี้?

3. ต้องทำอย่างไรเพื่อให้แน่ใจว่าน้ำไหลผ่านท่อจากถัง?

4. ในอุตสาหกรรมน้ำมัน มีการใช้อากาศอัดเพื่อยกน้ำมันขึ้นสู่พื้นผิวโลก ซึ่งถูกปั๊มด้วยคอมเพรสเซอร์ไปยังช่องว่างเหนือพื้นผิวของชั้นรับน้ำมัน มีกฎหมายอะไรปรากฏในนี้? ยังไง?

5. เหตุใดถุงกระดาษเปล่าที่พองตัวด้วยอากาศจึงระเบิดได้หากคุณใช้มือตีหรือกระแทกอะไรแรงๆ

6. ทำไมปลาทะเลน้ำลึกถึงมีกระเพาะปัสสาวะยื่นออกมาจากปากเมื่อถูกดึงขึ้นสู่ผิวน้ำ?

ชั้นวางหนังสือ

คุณรู้เกี่ยวกับเรื่องนี้หรือไม่?

โรคการบีบอัดคืออะไร?

มันจะปรากฏออกมาหากคุณขึ้นมาจากระดับน้ำลึกอย่างรวดเร็ว แรงดันน้ำลดลงอย่างรวดเร็วและอากาศที่ละลายในเลือดจะขยายตัว ฟองสบู่ที่เกิดขึ้นจะอุดตันหลอดเลือด รบกวนการไหลเวียนของเลือด และบุคคลนั้นอาจเสียชีวิตได้ ดังนั้นนักดำน้ำและนักดำน้ำจะค่อยๆ ไต่ขึ้นอย่างช้าๆ เพื่อให้เลือดมีเวลาในการนำฟองอากาศที่เกิดขึ้นเข้าไปในปอด

เราดื่มอย่างไร?

เราใส่แก้วหรือช้อนของเหลวเข้าปากแล้ว "ดึง" เนื้อหาเข้าไป ยังไง? เหตุใดของเหลวจึงไหลเข้าปากของเรา? เหตุผลก็คือ เมื่อเราดื่ม เราก็ขยายตัว หน้าอกและทำให้อากาศในปากหายากขึ้น ภายใต้ความกดดันของอากาศภายนอก ของเหลวจะไหลเข้าไปในพื้นที่ที่มีความดันน้อยและแทรกซึมเข้าไปในปากของเรา สิ่งเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นซึ่งจะเกิดขึ้นกับของเหลวในภาชนะที่สื่อสาร ถ้าเราเริ่มทำให้อากาศเหนือภาชนะเหล่านี้กลายเป็นของเหลว ภายใต้ความกดดันของบรรยากาศ ของเหลวในภาชนะนี้จะเพิ่มขึ้น ในทางตรงกันข้าม หากคุณใช้ริมฝีปากจับคอขวด คุณจะไม่ "ดึง" น้ำจากขวดเข้าปากด้วยความพยายามใดๆ เนื่องจากความกดอากาศในปากและเหนือน้ำจะเท่ากัน ดังนั้นเราจึงดื่มไม่เพียงแต่ทางปากเท่านั้น แต่ยังดื่มด้วยปอดด้วย ท้ายที่สุดการขยายตัวของปอดเป็นสาเหตุให้ของเหลวไหลเข้าปากของเรา

ฟองสบู่

เคลวิน นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษผู้ยิ่งใหญ่เขียนว่า “เป่าฟองสบู่ และลองดูสิ คุณสามารถศึกษามันได้ตลอดชีวิต โดยไม่หยุดเรียนรู้บทเรียนฟิสิกส์จากฟองสบู่”

ฟองสบู่รอบๆ ดอกไม้

เทสารละลายสบู่ลงในจานหรือถาดให้เพียงพอเพื่อให้ด้านล่างของแผ่นปิดด้วยชั้น 2 - 3 มม. วางดอกไม้หรือแจกันไว้ตรงกลางแล้วปิดด้วยกรวยแก้ว จากนั้นค่อย ๆ ยกช่องทางขึ้นเป่าเข้าไปในท่อแคบ ๆ - ฟองสบู่เกิดขึ้น เมื่อฟองนี้มีขนาดเพียงพอ ให้เอียงช่องทางและปล่อยฟองออกจากข้างใต้ จากนั้นดอกไม้จะนอนอยู่ใต้หมวกครึ่งวงกลมโปร่งใสที่ทำจากแผ่นฟิล์มสบู่ที่แวววาวไปด้วยสีรุ้งทั้งหมด

มีฟองอากาศหลายฟองอยู่ภายในกัน

ฟองสบู่ขนาดใหญ่ถูกเป่าออกจากกรวยที่ใช้ในการทดลองที่อธิบายไว้ จากนั้นพวกเขาก็จุ่มฟางลงในสารละลายสบู่โดยสมบูรณ์เพื่อให้เฉพาะส่วนปลายที่จะต้องนำเข้าปากเท่านั้นที่ยังคงแห้งและค่อยๆ ดันผ่านผนังของฟองแรกไปยังตรงกลาง จากนั้นค่อย ๆ ดึงฟางกลับโดยไม่ต้องนำไปที่ขอบพวกมันเป่าฟองที่สองที่มีอยู่ในฟองแรกในนั้น - ฟองที่สามที่สี่ ฯลฯ เป็นเรื่องน่าสนใจที่จะสังเกตฟองเมื่อได้รับจาก ห้องอุ่นกลายเป็นห้องเย็น: เห็นได้ชัดว่าปริมาตรลดลงและในทางกลับกันจะพองตัวเมื่อย้ายจากห้องเย็นไปเป็นห้องอุ่น แน่นอนว่าเหตุผลอยู่ที่การบีบอัดและการขยายตัวของอากาศที่อยู่ภายในฟองสบู่ ตัวอย่างเช่น หากในสภาพอากาศหนาวจัดที่อุณหภูมิ -15° C ปริมาตรของฟองจะเท่ากับ 1,000 ลูกบาศก์เมตร ซม. และมาจากความเย็นเข้ามาในห้องที่อุณหภูมิ +15° C ก็ควรเพิ่มปริมาตรประมาณ 1,000 * 30 * 1/273 = ประมาณ 110 ลูกบาศก์เมตร ซม.

แนวคิดปกติเกี่ยวกับความเปราะบางของฟองสบู่นั้นไม่ถูกต้องทั้งหมด: หากจับอย่างเหมาะสม ก็สามารถรักษาฟองสบู่ไว้ได้นานหลายทศวรรษ Dewar นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ (มีชื่อเสียงจากผลงานการทำให้อากาศเป็นของเหลว) เก็บฟองสบู่ไว้ในขวดพิเศษซึ่งได้รับการปกป้องอย่างดีจากฝุ่น ทำให้แห้งและช็อกจากอากาศ ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าวเขาสามารถรักษาฟองอากาศไว้ได้เป็นเวลาหนึ่งเดือนหรือมากกว่านั้น Lawrence ในอเมริกาสามารถเก็บฟองสบู่ไว้ใต้ฝาครอบแก้วได้เป็นเวลาหลายปี

ธรรมชาติของความดันของของเหลว ก๊าซ และของแข็งจะแตกต่างกัน แม้ว่าแรงกดดันของของเหลวและก๊าซจะมีลักษณะที่แตกต่างกัน แต่ความกดดันของพวกมันก็มีผลที่คล้ายกันอย่างหนึ่งที่ทำให้พวกมันแตกต่างจากของแข็ง ผลกระทบนี้หรือเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพ อธิบายไว้ในกฎของปาสคาล

กฎของปาสกาลกล่าวไว้ว่า ความดันที่เกิดจากแรงภายนอก ณ จุดใดจุดหนึ่งในของเหลวหรือก๊าซจะถูกส่งผ่านของเหลวหรือก๊าซโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงไปยังจุดใดๆ- กฎข้อนี้ถูกค้นพบโดยเบลส ปาสกาลในศตวรรษที่ 17

กฎของปาสคาลหมายความว่าตัวอย่างเช่นหากก๊าซถูกกดด้วยแรง 10 นิวตันและพื้นที่ของความดันนี้คือ 10 ซม. 2 (เช่น (0.1 * 0.1) ม. 2 = 0.01 ม. 2) ดังนั้นความดัน ณ จุดที่ออกแรงจะเพิ่มขึ้น p = F/S = 10 N / 0.01 m 2 = 1,000 Pa และความดันในทุกตำแหน่งในก๊าซจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนนี้ นั่นคือแรงดันจะถูกส่งต่อไปยังจุดใดๆ ในแก๊สโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลง

เช่นเดียวกับของเหลว แต่สำหรับของแข็ง - ไม่ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าโมเลกุลของของเหลวและก๊าซนั้นเคลื่อนที่ได้ และในของแข็งแม้ว่าจะสามารถสั่นสะเทือนได้ แต่พวกมันก็ยังคงอยู่ในสถานที่ ในก๊าซและของเหลว โมเลกุลจะเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีความดันสูงกว่าไปยังบริเวณที่มีความดันต่ำกว่า เพื่อให้ความดันทั่วทั้งปริมาตรเท่ากันอย่างรวดเร็ว

กฎของปาสกาลได้รับการยืนยันจากประสบการณ์ ถ้าเข้า. ลูกบอลยางเติมน้ำ เจาะรูเล็กๆ แล้วน้ำจะหยดผ่านเข้าไป หากตอนนี้คุณกดที่จุดใดจุดหนึ่งของลูกบอล จากทุกหลุมไม่ว่าจะอยู่ห่างจากจุดที่ใช้แรงแค่ไหน น้ำจะไหลออกมาเป็นลำธารที่มีแรงเท่ากันโดยประมาณ สิ่งนี้บ่งชี้ว่าความดันได้กระจายไปทั่วปริมาตรทั้งหมด

พบกฎของปาสคาล การประยุกต์ใช้จริง- หากใช้แรงบางอย่างกับพื้นที่ผิวขนาดเล็กของของเหลว ความดันที่เพิ่มขึ้นจะเกิดขึ้นตลอดปริมาตรทั้งหมดของของเหลว ความกดดันนี้สามารถทำงานเพื่อเคลื่อนพื้นที่ผิวให้ใหญ่ขึ้นได้

ตัวอย่างเช่น หากใช้แรง F1 กับพื้นที่ S1 ความดัน p เพิ่มเติมจะถูกสร้างขึ้นตลอดปริมาตรทั้งหมด:

ความกดดันนี้ออกแรง F 2 บนพื้นที่ S 2:

แสดงว่ายิ่งพื้นที่มีขนาดใหญ่ แรงก็จะยิ่งมากขึ้น นั่นคือ ถ้าเราสร้างแรงขนาดเล็กเหนือพื้นที่ขนาดเล็ก มันก็จะกลายเป็นแรงขนาดใหญ่เหนือพื้นที่ขนาดใหญ่ หากในสูตรเราแทนที่ความดัน (p) ด้วยแรงและพื้นที่เดิม เราจะได้สูตรต่อไปนี้:

ฉ 2 = (ฉ 1 / ส 1) * ส 2 = (ฟ 1 * ส 2) / ส 1

ลองย้าย F 1 ไปทางซ้าย:

ฉ 2 /ฉ 1 = ส 2 /ส 1

ตามมาว่า F 2 มากกว่า F 1 หลายเท่า เนื่องจาก S 2 มากกว่า S 1

จากความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้นนี้จึงมีการสร้างเครื่องอัดไฮดรอลิกขึ้น ในนั้นจะใช้แรงเล็กน้อยกับลูกสูบแคบ เป็นผลให้เกิดแรงขนาดใหญ่ในลูกสูบกว้างซึ่งสามารถยกของหนักหรือสร้างแรงกดดันต่อตัวที่ถูกกดได้

ความดันในของเหลว กฎของปาสคาล

ในของเหลว อนุภาคสามารถเคลื่อนที่ได้ ดังนั้นจึงไม่มีรูปร่างของตัวเอง แต่มีปริมาตรเป็นของตัวเอง และต้านทานการบีบอัดและการยืดตัว ไม่ต้านทานการเสียรูปของแรงเฉือน (คุณสมบัติการไหล)

แรงดันสถิตในของไหลที่อยู่นิ่งมี 2 ประเภท: อุทกสถิตและ ภายนอก- เนื่องจากแรงดึงดูดของโลก ของเหลวจึงออกแรงกดที่ด้านล่างและผนังของภาชนะ รวมถึงบนวัตถุที่อยู่ภายในด้วย ความดันเนื่องจากน้ำหนักของคอลัมน์ของเหลวเรียกว่าอุทกสถิต ความดันของเหลวที่ความสูงต่างกันจะแตกต่างกันและไม่ขึ้นอยู่กับการวางแนวของไซต์ที่ใช้

ปล่อยให้ของเหลวอยู่ในภาชนะทรงกระบอกที่มีพื้นที่หน้าตัด S; ความสูงของคอลัมน์ของเหลว h แล้ว

ความดันอุทกสถิตของของเหลวขึ้นอยู่กับความหนาแน่น รของเหลว จากการเร่งความเร็ว g ของการตกอย่างอิสระ และจากความลึก h ซึ่งจุดนั้นตั้งอยู่ ไม่ได้ขึ้นอยู่กับรูปร่างของคอลัมน์ของเหลว

ความลึก h วัดในแนวตั้งจากจุดที่พิจารณาจนถึงระดับพื้นผิวอิสระของของเหลว

ภายใต้สภาวะไร้น้ำหนัก ของเหลวจะไม่มีความดันอุทกสถิต เนื่องจากภายใต้สภาวะเหล่านี้ ของเหลวจะไม่มีน้ำหนัก ความดันภายนอกเป็นลักษณะของการบีบอัดของเหลวภายใต้อิทธิพลของแรงภายนอก มันเท่ากับ:

ตัวอย่างความดันภายนอก: ความดันบรรยากาศและความดันที่สร้างขึ้นในระบบไฮดรอลิก นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส แบลส ปาสคาล (ค.ศ. 1623-1662) ก่อตั้ง: ของเหลวและก๊าซจะส่งแรงดันที่กระทำต่อพวกมันอย่างเท่าเทียมกันในทุกทิศทาง (กฎของปาสคาล). ใช้วัดแรงดัน เกจวัดความดัน.

การออกแบบของพวกเขามีความหลากหลายมาก ตัวอย่างเช่น ให้พิจารณาอุปกรณ์ของเกจวัดแรงดันของเหลว ประกอบด้วยท่อรูปตัวยู ปลายด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับอ่างเก็บน้ำที่ใช้วัดความดัน จากความแตกต่างในคอลัมน์ในข้อศอกเกจวัดความดัน จึงสามารถกำหนดความดันได้

ไม่มีผีสาง

เป็นที่ทราบกันดีว่าก๊าซเติมปริมาตรทั้งหมดที่ให้ไว้ ในขณะเดียวกันก็กดที่ด้านล่างและผนังของเรือ ความดันนี้เกิดจากการเคลื่อนที่และการชนกันของโมเลกุลก๊าซกับผนังภาชนะ แรงกดบนผนังทุกด้านจะเท่ากัน เนื่องจากทุกทิศทางเท่ากัน

แรงดันแก๊สขึ้นอยู่กับ:

จากมวลของก๊าซ - ยิ่งมีก๊าซในถังมากเท่าใดความดันก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
- ขึ้นอยู่กับปริมาตรของภาชนะ - ยิ่งปริมาตรกับก๊าซมีมวลน้อยลงเท่าใดความดันก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
- ที่อุณหภูมิ - เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นความเร็วของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจะเพิ่มขึ้นซึ่งมีปฏิกิริยารุนแรงมากขึ้นและชนกับผนังของภาชนะดังนั้นความดันจึงเพิ่มขึ้น

ในการจัดเก็บและขนส่งก๊าซ ก๊าซเหล่านี้จะถูกบีบอัดอย่างแรง ซึ่งทำให้แรงดันเพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้นในกรณีเช่นนี้จึงใช้กระบอกเหล็กพิเศษและทนทานมาก ตัวอย่างเช่น กระบอกสูบดังกล่าวจะกักเก็บอากาศอัดไว้ในเรือดำน้ำ

นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส แบลส ปาสคาล ได้สร้างกฎที่อธิบายความดันของของเหลวหรือก๊าซ กฎของปาสคาล: ความดันที่กระทำต่อของเหลวหรือก๊าซจะถูกส่งผ่านไปยังทุกจุดของของเหลวหรือก๊าซไม่เปลี่ยนแปลง

ของเหลวก็เหมือนกับวัตถุอื่นๆ บนโลกที่ได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วง ดังนั้นของเหลวแต่ละชั้นในภาชนะจะกดด้วยน้ำหนักของมันบนชั้นอื่นๆ และความดันนี้ตามกฎของปาสคาลจะถูกส่งไปทุกทิศทาง นั่นคือมีแรงดันภายในของเหลวและในระดับเดียวกันจะเท่ากันทุกทิศทาง เมื่อความลึก ความดันของเหลวจะเพิ่มขึ้น ความดันของของเหลวยังขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของของเหลวด้วย เช่น บนความหนาแน่นของมัน

เนื่องจากแรงดันของของเหลวเพิ่มขึ้นตามความลึก นักดำน้ำจึงสามารถทำงานที่ความลึกสูงสุด 100 เมตรในชุดดำน้ำน้ำหนักเบาทั่วไปได้ ที่ระดับความลึกมาก จำเป็นต้องมีการปกป้องเป็นพิเศษ สำหรับการวิจัยที่ระดับความลึกหลายกิโลเมตร มีการใช้บาธีสเฟียร์และบาตีสเคป ซึ่งสามารถทนต่อแรงกดดันได้มาก

xn—-7sbfhivhrke5c.xn--p1ai

ความดันในของเหลว กฎของปาสคาล การขึ้นต่อกันของความดันในของเหลวต่อความลึก

วิดีโอสอนนี้สามารถดูได้โดยการสมัครสมาชิก

สมัครสมาชิกแล้ว? เข้าสู่ระบบ

ในบทนี้เราจะดูความแตกต่างระหว่างวัตถุที่เป็นของเหลวและก๊าซและวัตถุที่เป็นของแข็ง ถ้าเราต้องการเปลี่ยนปริมาตรของของเหลว เราจะต้องออกแรงขนาดใหญ่ที่เทียบได้กับที่เราใช้เมื่อเปลี่ยนปริมาตรของของแข็ง แม้จะเปลี่ยนปริมาตรของก๊าซก็ยังต้องใช้แรงที่รุนแรงมาก เช่น ปั๊มและอุปกรณ์ทางกลอื่นๆ แต่หากเราต้องการเปลี่ยนรูปร่างของของเหลวหรือก๊าซและทำอย่างช้าๆ เพียงพอ เราก็จะไม่ต้องออกแรงทำอะไรมาก นี่คือข้อแตกต่างหลักระหว่างของเหลวและก๊าซจากของแข็ง

แรงดันของเหลว

สาเหตุของผลกระทบนี้คืออะไร? ความจริงก็คือเมื่อชั้นของเหลวที่แตกต่างกันถูกแทนที่โดยสัมพันธ์กัน จะไม่มีแรงที่เกี่ยวข้องกับการเสียรูปเกิดขึ้น ไม่มีการเปลี่ยนแปลงหรือการเสียรูปในตัวกลางที่เป็นของเหลวและก๊าซ แต่เมื่อพยายามเคลื่อนชั้นหนึ่งไปชนกันในวัตถุที่เป็นของแข็ง แรงยืดหยุ่นจะเกิดขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นพวกเขาจึงกล่าวว่าของเหลวมีแนวโน้มที่จะเติมเต็มส่วนล่างของปริมาตรที่วางไว้ ก๊าซมีแนวโน้มที่จะเติมปริมาตรทั้งหมดที่วางลงไป แต่นี่เป็นความเข้าใจผิดจริงๆ เนื่องจากถ้าเรามองโลกของเราจากภายนอก เราจะเห็นว่าก๊าซ (ชั้นบรรยากาศของโลก) จมลงและมีแนวโน้มที่จะเติมเต็มพื้นที่บางส่วนบนพื้นผิวโลก ขอบเขตด้านบนของบริเวณนี้ค่อนข้างเรียบและเรียบ เหมือนกับพื้นผิวของของเหลวที่เติมเต็มทะเล มหาสมุทร และทะเลสาบ ประเด็นก็คือความหนาแน่นของก๊าซน้อยกว่าความหนาแน่นของของเหลวมาก ดังนั้น ถ้าก๊าซมีความหนาแน่นมาก มันก็จะตกลงมาในลักษณะเดียวกัน และเราจะเห็นขอบเขตบนของบรรยากาศ เนื่องจากไม่มีการเปลี่ยนแปลงหรือการเสียรูปในของเหลวและก๊าซ แรงทั้งหมดจึงมีปฏิกิริยาระหว่างพื้นที่ต่างๆ ของตัวกลางของเหลวและก๊าซ แรงเหล่านี้จึงมีทิศทางไปในทิศทางเดียวกัน พื้นผิวปกติโดยแยกส่วนเหล่านี้ออก เรียกว่าแรงดังกล่าวซึ่งพุ่งไปตามพื้นผิวปกติเสมอ แรงกดดัน- หากเราแบ่งขนาดของแรงกดบนพื้นผิวบางพื้นที่ด้วยพื้นที่ของพื้นผิวนี้ เราจะได้ความหนาแน่นของแรงกดซึ่งเรียกง่ายๆว่าความดัน (หรือบางครั้งก็เพิ่มแรงดันอุทกสถิต) แม้ในตัวกลางที่เป็นก๊าซ เนื่องจากจากมุมมองของความดันตัวกลางที่เป็นก๊าซนั้นแทบไม่ต่างจากสภาพแวดล้อมของเหลวเลย

กฎของปาสคาล

คุณสมบัติของการกระจายแรงดันในตัวกลางของเหลวและก๊าซได้รับการศึกษาตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 17 คนแรกที่สร้างกฎการกระจายแรงดันในตัวกลางของเหลวและก๊าซคือนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส แบลส ปาสคาล

ขนาดของความดันไม่ได้ขึ้นอยู่กับทิศทางของเส้นปกติกับพื้นผิวที่ใช้แรงดันนี้ กล่าวคือ การกระจายแรงดันเป็นแบบไอโซโทรปิก (เท่ากัน) ในทุกทิศทาง

กฎหมายนี้จัดทำขึ้นโดยการทดลอง สมมติว่าในของเหลวบางชนิดมีปริซึมสี่เหลี่ยมซึ่งมีขาข้างหนึ่งอยู่ในแนวตั้งและขาที่สองอยู่ในแนวนอน แรงกดบนผนังแนวตั้งจะเท่ากับ P 2 แรงกดบนผนังแนวนอนจะเท่ากับ P 3 แรงกดบน ผนังโดยพลการจะเป็นพี 1 แบบฟอร์มสามด้าน สามเหลี่ยมมุมฉากแรงกดที่กระทำต่อด้านเหล่านี้จะถูกส่งตรงไปยังพื้นผิวเหล่านี้ตามปกติ เนื่องจากปริมาตรที่เลือกอยู่ในสภาวะสมดุล อยู่นิ่ง และไม่เคลื่อนที่ไปไหน ดังนั้น ผลรวมของแรงที่กระทำต่อปริมาตรจึงเท่ากับศูนย์ แรงที่กระทำต่อด้านตรงข้ามมุมฉากจะเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ผิว ซึ่งก็คือ เท่ากับความดันคูณด้วยพื้นที่ผิว แรงที่กระทำต่อผนังแนวตั้งและแนวนอนนั้นแปรผันตามพื้นที่ของพื้นผิวเหล่านี้เช่นกันและยังมีทิศทางตั้งฉากด้วย กล่าวคือ แรงที่กระทำต่อแนวดิ่งจะมุ่งในแนวนอน และแรงที่กระทำต่อแนวดิ่งจะมุ่งในแนวตั้ง แรงทั้งสามนี้รวมกันได้เป็นศูนย์ ดังนั้นพวกมันจึงก่อตัวเป็นสามเหลี่ยมซึ่งคล้ายกับสามเหลี่ยมนี้โดยสิ้นเชิง

ข้าว. 1. การกระจายแรงที่กระทำต่อวัตถุ

เนื่องจากความคล้ายคลึงกันของรูปสามเหลี่ยมเหล่านี้ และพวกมันก็คล้ายกัน เนื่องจากด้านที่ประกอบเป็นรูปสามเหลี่ยมตั้งฉากกัน ส่งผลให้ค่าสัมประสิทธิ์ของสัดส่วนระหว่างพื้นที่ของด้านข้างของสามเหลี่ยมนี้ควรจะเท่ากันทุกด้าน นั่นคือ , พี 1 = พี 2 = พี 3

ดังนั้นเราจึงยืนยันกฎการทดลองของปาสคาล ซึ่งระบุว่าแรงกดดันมีทิศทางไปในทิศทางใดก็ได้และมีขนาดเท่ากัน ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าตามกฎของปาสคาล ความดัน ณ จุดที่กำหนดในของเหลวจะเท่ากันในทุกทิศทาง

ตอนนี้เราจะพิสูจน์ว่าความดันที่ระดับเดียวกันในของเหลวนั้นเท่ากันทุกที่

ข้าว. 2. แรงที่กระทำต่อผนังกระบอกสูบ

สมมติว่าเรามีทรงกระบอกที่เต็มไปด้วยของเหลวและมีความหนาแน่น ρ ความดันบนผนังกระบอกสูบคือ P 1 และ P 2 ตามลำดับเนื่องจากมวลของของเหลวอยู่นิ่งแรงที่กระทำต่อผนังกระบอกสูบจะเท่ากันเนื่องจากพื้นที่เท่ากันนั่นคือ P 1 = P 2. นี่คือวิธีที่เราพิสูจน์ว่าในของเหลวในระดับเดียวกัน ความดันจะเท่ากัน

การขึ้นต่อกันของความดันในของเหลวต่อความลึก

ให้เราพิจารณาของเหลวที่อยู่ในสนามโน้มถ่วง สนามแรงโน้มถ่วงกระทำต่อของเหลวและพยายามบีบอัด แต่ของเหลวถูกบีบอัดได้อ่อนมาก เนื่องจากไม่สามารถบีบอัดได้และภายใต้อิทธิพลใดๆ ความหนาแน่นของของเหลวจะเท่ากันเสมอ นี่เป็นข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างของเหลวและก๊าซ ดังนั้นสูตรที่เราจะพิจารณาจึงเกี่ยวข้องกับของเหลวที่ไม่สามารถอัดตัวได้และไม่สามารถใช้ในสภาพแวดล้อมที่เป็นก๊าซได้

ข้าว. 3. รายการที่มีของเหลว

ลองพิจารณาวัตถุที่มีพื้นที่ของเหลว S = 1 ความสูง h ความหนาแน่นของของเหลว ρ ซึ่งอยู่ในสนามโน้มถ่วงที่มีความเร่งโน้มถ่วง g มีความดันของเหลว P 0 ด้านบนและความดัน P h ด้านล่าง เนื่องจากวัตถุอยู่ในสภาวะสมดุล ผลรวมของแรงที่กระทำต่อวัตถุจะเท่ากับศูนย์ แรงโน้มถ่วงจะเท่ากับความหนาแน่นของของเหลวต่อการเร่งความเร็วและปริมาตรของแรงโน้มถ่วง Ft = ρ g V เนื่องจาก V = h S และ S = 1 จากนั้นเราจะได้ Ft = ρ g h

แรงกดทั้งหมดเท่ากับผลต่างของความดันคูณด้วยพื้นที่หน้าตัด แต่เนื่องจากเรามีมันเท่ากับความสามัคคี ดังนั้น P = P h - P 0

เนื่องจากวัตถุนี้ไม่เคลื่อนที่ แรงทั้งสองจึงมีค่าเท่ากัน Ft = P

เราได้รับการขึ้นอยู่กับความดันของของเหลวกับความลึกหรือกฎของความดันอุทกสถิต ความดันที่ความลึก h แตกต่างจากความดันที่ความลึกเป็นศูนย์ด้วยจำนวน ρ g h: P h = P 0 + (ρ g h)

กฎแห่งการสื่อสารเรือ

การใช้ข้อความที่ได้รับทั้งสองนี้ทำให้เราสามารถได้รับกฎหมายอื่น - กฎแห่งการสื่อสารเรือ

ข้าว. 4. เรือสื่อสาร

ทรงกระบอกสองอันที่มีหน้าตัดต่างกันเชื่อมต่อกัน ให้เราเทของเหลวที่มีความหนาแน่น ρ ลงในภาชนะเหล่านี้ กฎแห่งการสื่อสารของเรือระบุว่า: ระดับในเรือเหล่านี้จะเท่ากันทุกประการลองพิสูจน์ข้อความนี้กัน

ความดันที่ด้านบนของภาชนะขนาดเล็ก P 0 จะน้อยกว่าความดันที่ด้านล่างของภาชนะด้วยจำนวน ρ g h ในทำนองเดียวกัน ความดัน P 0 จะน้อยกว่าความดันที่ด้านล่างของภาชนะขนาดใหญ่ ด้วยจำนวนเท่ากัน ρ g h เนื่องจากความหนาแน่นและความลึกเท่ากันดังนั้นค่าเหล่านี้จะเหมือนกันสำหรับพวกมัน

หากเทของเหลวที่มีความหนาแน่นต่างกันลงในภาชนะ ระดับของของเหลวจะแตกต่างกัน

บทสรุป. เครื่องอัดไฮดรอลิก

ปาสคาลเป็นผู้กำหนดกฎอุทกสถิตย์ขึ้นมา ต้น XVIIศตวรรษและตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ตามกฎหมายเหล่านี้ ก็มีจำนวนมากที่แตกต่างกัน เครื่องจักรไฮดรอลิกและกลไกต่างๆ เราจะดูอุปกรณ์ที่เรียกว่าเครื่องอัดไฮดรอลิก

ข้าว. 5. เครื่องอัดไฮดรอลิก

ในภาชนะที่ประกอบด้วยกระบอกสูบสองกระบอกที่มีพื้นที่หน้าตัด S 1 และ S 2 ของเหลวที่เทจะถูกติดตั้งที่ความสูงเท่ากัน โดยการวางลูกสูบในกระบอกสูบเหล่านี้และใช้แรง F 1 เราจะได้ F 1 = P 0 S 1

เนื่องจากแรงดันที่กระทำกับลูกสูบเท่ากันจึงเห็นได้ง่ายว่าแรงที่ต้องกระทำกับลูกสูบขนาดใหญ่เพื่อให้มันนิ่งจะเกินแรงที่ใช้กับลูกสูบตัวเล็กอัตราส่วน แรงเหล่านี้คือพื้นที่ลูกสูบใหญ่หารด้วยพื้นที่ลูกสูบเล็ก

ด้วยการใช้แรงเล็กน้อยตามอำเภอใจกับลูกสูบขนาดเล็ก เราจะพัฒนาแรงที่ใหญ่มากบนลูกสูบที่ใหญ่กว่า - นี่คือการทำงานของเครื่องอัดไฮดรอลิก แรงที่จะใช้กับการกดที่ใหญ่กว่าหรือกับชิ้นส่วนที่วางในตำแหน่งนั้นจะมีขนาดใหญ่ตามอำเภอใจ

หัวข้อถัดไปคือกฎของอาร์คิมิดีสสำหรับวัตถุที่ไม่เคลื่อนไหว

การบ้าน

1. นิยามกฎของปาสคาล
2. กฎหมายว่าด้วยการติดต่อสื่อสารของเรือระบุไว้ว่าอย่างไร?
3. ตอบคำถามจากเว็บไซต์ (ที่มา)

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. ฟิสิกส์ ( ระดับพื้นฐาน) – ม.: Mnemosyne, 2012.
2. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. ฟิสิกส์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 10 – อ.: อิเล็กซา, 2548.
3. Gromov S.V., Rodina N.A. ฟิสิกส์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 พ.ศ. 2545

กฎของปาสคาลสำหรับของเหลวและก๊าซ

ของเหลวและก๊าซส่งผ่านแรงดันที่ใช้ไปอย่างเท่าเทียมกันในทุกทิศทาง

กฎนี้ถูกค้นพบในกลางศตวรรษที่ 14 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส B. Pascal และต่อมาได้รับชื่อของเขา

ความจริงที่ว่าของเหลวและก๊าซส่งผ่านความดันนั้นอธิบายได้จากการเคลื่อนที่ที่สูงของอนุภาคที่พวกมันประกอบขึ้น สิ่งนี้ทำให้พวกมันแตกต่างจากวัตถุที่เป็นของแข็งซึ่งอนุภาคไม่ทำงานและสามารถแกว่งไปรอบ ๆ ตำแหน่งสมดุลเท่านั้น สมมติว่าก๊าซอยู่ในภาชนะปิดที่มีลูกสูบ เติมปริมาตรทั้งหมดให้เท่ากัน ให้เราขยับลูกสูบโดยลดปริมาตรของถัง ชั้นของก๊าซที่อยู่ติดกับลูกสูบจะถูกบีบอัด โมเลกุลของก๊าซจะอยู่ในตำแหน่งที่หนาแน่นมากกว่าที่ระยะห่างจากลูกสูบ แต่หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง อนุภาคของก๊าซซึ่งมีส่วนร่วมในการเคลื่อนไหวที่วุ่นวายจะผสมกับอนุภาคอื่น ความหนาแน่นของก๊าซจะอยู่ในระดับลดลง แต่จะมากกว่าก่อนที่ลูกสูบจะเคลื่อนที่ ในกรณีนี้จำนวนแรงกระแทกที่ด้านล่างและผนังของถังจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นความดันของลูกสูบจึงถูกส่งผ่านโดยก๊าซในทุกทิศทางเท่าๆ กัน และในแต่ละจุดจะเพิ่มขึ้นด้วยปริมาณที่เท่ากัน การให้เหตุผลที่คล้ายกันสามารถนำไปใช้กับของเหลวได้

การกำหนดกฎของปาสคาล

ความดันที่เกิดจากแรงภายนอกต่อของเหลว (แก๊ส) ที่เหลือจะถูกส่งผ่านโดยสารในทุกทิศทางโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงไปยังจุดใด ๆ ของของเหลว (ก๊าซ) และผนังของถัง

กฎของปาสคาลยึดถือของเหลวและก๊าซที่ไม่สามารถอัดและอัดได้ หากละเลยความสามารถในการอัด กฎหมายนี้เป็นผลมาจากกฎการอนุรักษ์พลังงาน

ความดันอุทกสถิตของของเหลวและก๊าซ

ของเหลวและก๊าซไม่เพียงส่งผ่านแรงดันภายนอกเท่านั้น แต่ยังส่งผ่านแรงดันที่เกิดขึ้นเนื่องจากการมีอยู่ของแรงโน้มถ่วงด้วย แรงนี้สร้างแรงดันภายในของเหลว (แก๊ส) ซึ่งขึ้นอยู่กับความลึกของการแช่ ในขณะที่แรงภายนอกที่จ่ายไปจะเพิ่มความดันนี้ที่จุดใดก็ได้ในสารด้วยปริมาณเท่ากัน

ความดันที่กระทำโดยของเหลว (ก๊าซ) ที่เหลือเรียกว่า ไฮโดรสแตติก ความดันอุทกสถิต ($p$) ที่ความลึกใดๆ ภายในของเหลว (ก๊าซ) ไม่ได้ขึ้นอยู่กับรูปร่างของภาชนะที่ของเหลวนั้นตั้งอยู่ และมีค่าเท่ากับ:

โดยที่ $h$ คือความสูงของคอลัมน์ของเหลว (แก๊ส) $\rho$ คือความหนาแน่นของสาร จากสูตร (1) สำหรับความดันอุทกสถิต จะได้ว่าของเหลว (ก๊าซ) ทุกตำแหน่งที่มีความลึกเท่ากัน ความดันจะเท่ากัน เมื่อความลึกเพิ่มขึ้น ความดันอุทกสถิตจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นที่ความลึก 10 กม. แรงดันน้ำจะอยู่ที่ประมาณ $ ^8 Pa$

ข้อพิสูจน์ของกฎปาสคาล: ความดัน ณ จุดใดๆ บนระดับแนวนอนเดียวกันของของเหลว (ก๊าซ) ในสภาวะสมดุลจะมีค่าเท่ากัน

ตัวอย่างปัญหาพร้อมวิธีแก้ไข

ออกกำลังกาย.ให้ภาชนะสามใบที่มีรูปร่างต่างกัน (รูปที่ 1) พื้นที่ด้านล่างของเรือแต่ละลำคือ $S$ ภาชนะใดมีความดันของของเหลวชนิดเดียวกันที่อยู่ด้านล่างมากที่สุด?

สารละลาย.ปัญหานี้เกี่ยวข้องกับความขัดแย้งเรื่องอุทกสถิต ผลที่ตามมาของกฎปาสคาลก็คือ ความดันของของเหลวไม่ได้ขึ้นอยู่กับรูปร่างของภาชนะ แต่ถูกกำหนดโดยความสูงของคอลัมน์ของเหลว เนื่องจากตามเงื่อนไขของปัญหา พื้นที่ด้านล่างของภาชนะแต่ละลำจะเท่ากับ S จากรูปที่ 1 เราจะเห็นว่าความสูงของคอลัมน์ของเหลวเท่ากันแม้ว่าของเหลวจะมีน้ำหนักต่างกันก็ตาม แรงกด “น้ำหนัก” ที่ก้นภาชนะทุกใบจะเท่ากันและเท่ากับน้ำหนักของของเหลวในภาชนะทรงกระบอก คำอธิบายสำหรับความขัดแย้งนี้อยู่ที่ความจริงที่ว่า แรงของแรงดันของเหลวบนผนังที่มีความลาดเอียงนั้นมีองค์ประกอบในแนวตั้ง ซึ่งจะชี้ลงลงในภาชนะที่แคบไปทางด้านบนและชี้ขึ้นด้านบนในส่วนที่ขยาย

ออกกำลังกาย.รูปที่ 2 แสดงภาชนะสองใบที่สื่อสารกับของเหลว ภาพตัดขวางของลำใดลำหนึ่งมีขนาดเล็กกว่าลำที่สอง $n\$ เท่า เรือถูกปิดด้วยลูกสูบ มีการใช้แรง $F_2 กับลูกสูบเล็ก\ $ต้องใช้แรงอะไรกับลูกสูบขนาดใหญ่เพื่อให้ระบบอยู่ในสภาวะสมดุล?

สารละลาย.ปัญหานำเสนอแผนภาพ กดไฮโดรลิคซึ่งทำงานตามกฎของปาสคาล แรงดันที่ลูกสูบตัวแรกสร้างต่อของเหลวคือ:

ลูกสูบตัวที่สองออกแรงกดต่อของเหลว:

หากระบบอยู่ในสภาวะสมดุล $p_1$ และ $p_2$ เท่ากัน เราจะเขียนว่า:

ลองหาขนาดของแรงที่กระทำต่อลูกสูบขนาดใหญ่:

ความดันในของเหลว กฎปาสคาล

§ 11. กฎของปาสคาล เรือสื่อสาร

ปล่อยให้ของเหลว (หรือก๊าซ) อยู่ในภาชนะปิด (รูปที่ 17)

ความดันที่กระทำต่อของเหลว ณ จุดใดจุดหนึ่งบนขอบเขตของมัน เช่น โดยลูกสูบ จะถูกส่งต่อไปยังทุกจุดของของเหลวโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลง - กฎของปาสคาล

กฎของปาสคาลใช้ได้กับก๊าซเช่นกัน กฎนี้สามารถได้มาโดยการพิจารณาสภาวะสมดุลของปริมาตรทรงกระบอกตามอำเภอใจที่ระบุในของเหลว (รูปที่ 17) โดยคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าของเหลวกดบนพื้นผิวใด ๆ ตั้งฉากกับมันเท่านั้น

เมื่อใช้เทคนิคเดียวกัน จะแสดงได้ว่าเนื่องจากมีสนามโน้มถ่วงสม่ำเสมอ ความแตกต่างของความดันในของเหลวสองระดับซึ่งมีความสูงห่างจากกันที่ระยะห่าง `H` จะได้รับจากความสัมพันธ์ `เดลแทป= rhogH` โดยที่ `rho` คือความหนาแน่นของของเหลว มันเป็นไปตามนั้น

ในการสื่อสารภาชนะที่เต็มไปด้วยของเหลวที่เป็นเนื้อเดียวกัน ความดันที่ทุกจุดของของเหลวที่อยู่ในระนาบแนวนอนเดียวกันจะเท่ากัน โดยไม่คำนึงถึงรูปร่างของภาชนะ

ในกรณีนี้ พื้นผิวของของเหลวในภาชนะที่สื่อสารจะถูกตั้งค่าไว้ที่ระดับเดียวกัน (รูปที่ 18)

ความดันที่ปรากฏในของเหลวเนื่องจากสนามแรงโน้มถ่วงเรียกว่าอุทกสถิต ในของเหลวที่ความลึก `H` นับจากพื้นผิวของของเหลว ความดันอุทกสถิตคือ `p=rhogH` ความดันรวมในของเหลวคือผลรวมของความดันที่พื้นผิวของของเหลว (โดยปกติคือความดันบรรยากาศ) และความดันอุทกสถิต

• การบรรยายครั้งที่ 1. กฎหมายเอกชนระหว่างประเทศในระบบกฎหมายรัสเซีย 1.3. ระบบกฎหมายระหว่างประเทศเอกชน กฎหมายระหว่างประเทศเอกชนก็เหมือนกับกฎหมายหลายแขนง แบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ ทั่วไปและพิเศษ ส่วนทั่วไปกล่าวถึง […]
• หัวข้อที่ 1: บทบัญญัติทั่วไปกฎหมายอาญา-บริหาร 1.7. แนวคิด ประเภท และโครงสร้างของบรรทัดฐานของกฎหมายว่าด้วยการบริหารทางอาญา บรรทัดฐานของกฎหมายว่าด้วยการบริหารทางอาญานั้นเป็นกฎแห่งพฤติกรรมที่มีผลผูกพันโดยทั่วไปและมีการกำหนดอย่างเป็นทางการซึ่งมุ่งเป้าไปที่ […]
• สารานุกรมขนาดเล็กเกี่ยวกับกฎของพฤติกรรมที่ปลอดภัย การนำเสนอบทเรียน โปรดทราบ! การแสดงตัวอย่างสไลด์มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ข้อมูลเท่านั้น และอาจไม่ได้แสดงถึงคุณลักษณะทั้งหมดของงานนำเสนอ ถ้า […]
• ความเป็นเจ้าของวัตถุของสัตว์โลกมีรูปแบบและประเภทใดบ้าง? ตามกฎหมายของรัฐบาลกลาง "เกี่ยวกับสัตว์" (มาตรา 4) สัตว์ประจำถิ่นภายในอาณาเขต สหพันธรัฐรัสเซียเป็นทรัพย์สินของรัฐ บนทวีป […]
• หากคุณลืมกรมธรรม์ที่บ้าน หากคุณลืมกรมธรรม์ที่บ้าน วิธีพิสูจน์ต่อผู้ตรวจการว่ามีรถซื้อมาจากโชว์รูมเมื่อเดือนมีนาคมและได้จดทะเบียนในเดือนมีนาคมโดยไม่มีประกัน พวกเขาไม่ได้จดทะเบียน คำตอบจากทนายความ (10) ดี ตอนบ่ายวลาด! ความรับผิดชอบสำหรับ [...]
• การให้ความช่วยเหลือทางการเงินเพื่อเป็นค่าใช้จ่ายเป้าหมายบางประการ หนึ่งในนั้น คุณสมบัติที่โดดเด่นการให้ความช่วยเหลือทางการเงินในรูปแบบของเงินอุดหนุนหรือเงินอุดหนุนเป็นเป้าหมายและลักษณะการกำหนดเป้าหมาย ใน […]

กฎของปาสคาล - ความดันที่กระทำต่อของเหลว (ก๊าซ) ณ จุดใดจุดหนึ่งบนขอบเขตของมัน เช่น โดยลูกสูบ จะถูกส่งผ่านไปยังจุดทั้งหมดของของเหลว (ก๊าซ) โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลง

แต่โดยทั่วไปจะใช้ดังนี้:

เรามาพูดถึงกฎของปาสคาลกันสักหน่อย:

แต่ละอนุภาคของของเหลวที่อยู่ในสนามโน้มถ่วงของโลกจะถูกกระทำโดยแรงโน้มถ่วง ภายใต้อิทธิพลของแรงนี้ ของเหลวแต่ละชั้นจะกดทับชั้นด้านล่าง ส่งผลให้ความดันภายในของเหลวมีระดับต่างกัน จะไม่มีเหมือนกัน ดังนั้นในของเหลวจึงมีความดันเนื่องจากน้ำหนักของมัน

จากนี้เราสามารถสรุปได้ว่า: ยิ่งเราดำน้ำลึกลงไปใต้น้ำมากเท่าไร แรงดันน้ำก็จะยิ่งแรงขึ้นเท่านั้น

ความดันเนื่องจากน้ำหนักของของเหลวเรียกว่า ความดันอุทกสถิต.

กราฟิกการพึ่งพาความดันต่อความลึกของการแช่ในของเหลวจะแสดงในรูป

ขึ้นอยู่กับ กฎของปาสคาลอุปกรณ์ไฮดรอลิกต่างๆ ทำงาน: ระบบเบรก เครื่องอัด ปั๊ม ปั๊ม ฯลฯ
กฎของปาสคาลไม่สามารถใช้ได้ในกรณีของของเหลว (ก๊าซ) ที่เคลื่อนที่ เช่นเดียวกับในกรณีที่ของเหลว (ก๊าซ) อยู่ในสนามโน้มถ่วง ดังนั้นจึงเป็นที่ทราบกันว่าความดันบรรยากาศและอุทกสถิตลดลงตามระดับความสูง

ในสูตรที่เราใช้:

ความดัน

ความดันบรรยากาศ

ความหนาแน่นของของเหลว