Sheria ya Pascal: formula na matumizi. Sheria ya Pascal: Sheria ya Mfumo, Taarifa na Matumizi ya Shinikizo la Gesi

Shinikizo juu ya uso wa kioevu zinazozalishwa na nguvu za nje hupitishwa na kioevu sawa katika pande zote.

Hali ya shinikizo la kioevu, gesi na imara ni tofauti. Ingawa shinikizo la vimiminika na gesi ni la asili tofauti, misukumo yao ina athari moja sawa ambayo inazitofautisha na yabisi. Athari hii, au tuseme jambo la kimwili, linaelezea Sheria ya Pascal.

Sheria ya Pascal Shinikizo linalozalishwa na nguvu za nje wakati fulani katika kioevu au gesi hupitishwa kupitia kioevu au gesi bila mabadiliko kwa hatua yoyote.

Sheria ya Pascal iligunduliwa na mwanasayansi wa Kifaransa B. Pascal mwaka wa 1653, sheria hii inathibitishwa na majaribio mbalimbali.

Shinikizo ni kiasi cha kimwili sawa na moduli ya nguvu F inayofanya kazi kwa uso, ambayo ni kwa kila kitengo cha eneo S la uso huu.

Kanuni ya sheria ya Pascal Sheria ya Pascal inaelezewa na formula ya shinikizo:

\(p ​​= \dfrac(F)(S)\)

ambapo p ni shinikizo (Pa), F ni nguvu inayotumika (N), S ni eneo la uso (m2).

Shinikizo ni kiasi cha scalar Ni muhimu kuelewa kwamba shinikizo ni kiasi cha scalar, yaani, haina mwelekeo.

Njia za kupunguza na kuongeza shinikizo:

Ili kuongeza shinikizo, ni muhimu kuongeza nguvu inayotumiwa na / au kupunguza eneo la matumizi yake.

Kinyume chake, ili kupunguza shinikizo, ni muhimu kupunguza nguvu inayotumika na/au kuongeza eneo la matumizi yake.

Aina zifuatazo za shinikizo zinajulikana:

• anga (barometric)
• kabisa
• ziada (kipimo)

Shinikizo la gesi hutegemea:

• kutoka kwa wingi wa gesi - gesi zaidi katika chombo, shinikizo kubwa zaidi;
• juu ya kiasi cha chombo - kiasi kidogo na gesi ya molekuli fulani, shinikizo kubwa zaidi;
• kutoka kwa joto - kwa kuongezeka kwa joto, kasi ya harakati ya molekuli huongezeka, ambayo huingiliana kwa ukali zaidi na kugongana na kuta za chombo, na kwa hiyo shinikizo huongezeka.

Kioevu na gesi husambaza pande zote sio tu shinikizo lililowekwa juu yao, lakini pia shinikizo lililopo ndani yao kwa sababu ya uzito wa sehemu zao wenyewe. Tabaka za juu zinasisitiza zile za kati, na za kati ziko chini, na zile za chini chini.

Kuna shinikizo ndani ya kioevu. Kwa kiwango sawa, ni sawa katika pande zote. Kwa kina, shinikizo huongezeka.

Sheria ya Pascal inamaanisha kwamba ikiwa, kwa mfano, unasisitiza gesi kwa nguvu ya 10 N, na eneo la shinikizo hili ni 10 cm2 (yaani (0.1 * 0.1) m2 = 0.01 m2), basi shinikizo katika mahali ambapo nguvu inatumika itaongezeka kwa p = F/S = 10 N / 0.01 m2 = 1000 Pa, na shinikizo katika maeneo yote ya gesi itaongezeka kwa kiasi hiki. Hiyo ni, shinikizo litapitishwa bila mabadiliko kwa hatua yoyote katika gesi.

Vile vile ni kweli kwa vinywaji. Lakini kwa yabisi - hapana. Hii ni kwa sababu ya ukweli kwamba molekuli za kioevu na gesi ni za rununu, na katika vitu vikali, ingawa zinaweza kutetemeka, hubaki mahali pake. Katika gesi na vimiminika, molekuli huhama kutoka eneo la shinikizo la juu hadi eneo la shinikizo la chini, ili shinikizo kwa kiasi chote lisawazishe haraka.

Tofauti na yabisi, kioevu na gesi katika hali ya usawa hazina sura ya elastic. Wana elasticity ya volumetric tu. Katika hali ya usawa, voltage katika kioevu na gesi daima ni ya kawaida kwa eneo ambalo linafanya. Mikazo ya tangential husababisha mabadiliko tu katika umbo la viwango vya msingi vya mwili (mabadiliko), lakini sio ukubwa wa ujazo wenyewe. Kwa upungufu kama huo katika vinywaji na gesi, hakuna juhudi zinazohitajika, na kwa hivyo, katika vyombo vya habari hivi kwa usawa, mikazo ya tangential haitoke.

sheria ya vyombo vya mawasiliano katika vyombo vya kuwasiliana vilivyojaa kioevu cha homogeneous, shinikizo katika pointi zote za kioevu ziko kwenye ndege sawa ya usawa ni sawa, bila kujali sura ya vyombo.

Katika kesi hiyo, nyuso za kioevu katika vyombo vya mawasiliano zimewekwa kwa kiwango sawa

Shinikizo ambalo linaonekana kwenye kioevu kutokana na uwanja wa mvuto huitwa haidrostatic. Katika kioevu kwa kina \(H\), kuhesabu kutoka kwenye uso wa kioevu, shinikizo la hydrostatic ni sawa \(p=\rho g H\) . Shinikizo la jumla katika kioevu ni jumla ya shinikizo kwenye uso wa kioevu (kawaida shinikizo la anga) na shinikizo la hidrostatic.

Ili kutumia onyesho la kukagua wasilisho, fungua akaunti ya Google na uingie ndani yake: https://accounts.google.com

Manukuu ya slaidi:

Sheria ya Pascal" MADA YA SOMO "Usambazaji wa shinikizo kwa maji na gesi.

Kusudi la somo: Tengeneza sheria ya Pascal. Thibitisha kwa majaribio uhamishaji wa shinikizo la vinywaji na gesi katika pande zote.

Dhana mpya Sheria ya Pascal, shinikizo la hydrostatic, formula ya shinikizo la hydrostatic.

Hebu tukumbuke: Shinikizo la vitu vikali kwenye uso hutegemea nini? Shinikizo la miili imara juu ya uso inategemea nguvu ya shinikizo na eneo la msaada

Mtihani juu ya mada "Shinikizo la vitu vikali" 1. Ni kiasi gani cha kimwili kinachotambuliwa na formula p = F / s C) kazi; U) shinikizo; E) kasi; O) njia. 2. Ni kitengo gani kati ya vifuatavyo ni kitengo cha msingi cha kupima shinikizo? I) Wati (W); B) Joule (J); B) Newton (N); P) Pascal (Pa) 3. Kuna matofali mawili ya molekuli na ukubwa sawa 1 2 Ni tofali gani hufanya shinikizo kidogo? A) 1; C) 2; G) shinikizo ni sawa.

Jibu sahihi la mtihani Swali 1 2 3 Jibu U R A

Shinikizo la mwili imara juu ya uso Pascal 1 Pa = 1 N/m²

Kazi ya majaribio 1. Inflate puto. Kwa nini mpira huongeza kiasi chake?

Hitimisho: Shinikizo la gesi kwenye kuta za mpira husababishwa na athari za molekuli za gesi na huelekezwa kwa usawa katika pande zote.

Kwa nini puto na viputo vya sabuni vimezunguka? Shinikizo la gesi kwenye kuta za chombo (na kwenye mwili uliowekwa kwenye gesi) husababishwa na athari za molekuli za gesi.

Mashinikizo ya gesi kwenye kuta kwa pande zote kwa usawa!

Shinikizo la gesi linategemea nini? Wacha tufanye majaribio. Hebu tuchukue sindano mbili na baluni mbili. Hebu tujaze sindano moja na hewa, nyingine na heliamu. Wacha tujaze puto kwa kutumia sindano hizi.

Je, heliamu ya hewa ya shinikizo la gesi inategemea nini ρ = ​​1.29 kg/m³ ρ = 0.18 kg/m³

Jaribio hili linathibitisha kwamba shinikizo la gesi inategemea wiani wake: kiasi cha gesi katika mipira ni sawa, lakini msongamano wa hewa ni mkubwa na mpira na hewa hupanda zaidi, kwa sababu shinikizo pia huongezeka.

Ukubwa wa shinikizo la gesi inategemea idadi na nguvu ya athari za molekuli kwa uso wa kitengo

Kutoka kwa halijoto Kutoka kwa mkusanyiko (idadi ya chembe kwa ujazo wa kitengo) Shinikizo la gesi hutegemea...

Majaribio ya mpira wa Pascal

Sheria ya Pascal Shinikizo linalowekwa kwenye kioevu au gesi hupitishwa bila mabadiliko kwa kila nukta katika ujazo wa kioevu au gesi.

Blaise Pascal (1623-1662) - mwanasayansi wa Kifaransa na mwanafalsafa. Aligundua na kujifunza idadi ya mali muhimu ya maji na gesi, na kuthibitisha kuwepo kwa shinikizo la anga na majaribio ya kuvutia na yenye kushawishi.

Kazi ya majaribio 2 HAPANA! Vimiminika havishindiki: ikiwa tunabonyeza sehemu moja ya kioevu, shinikizo hili hupitishwa kwa sehemu zingine zote. Umeweza kukandamiza maji?

Hebu tuzungumze kidogo: Je, yabisi hutofautiana vipi na vimiminika na gesi kutoka kwa mtazamo wa fizikia? JIBU: Mpangilio wa molekuli 2. Je, ni upekee gani wa tabia ya molekuli za gesi na kioevu? JIBU: Uhamaji 3. Ni nini husababisha shinikizo la gesi au kioevu? JIBU: Athari za molekuli za gesi au kioevu kwenye kuta za chombo. 4. Je, gesi au kioevu hukandamizaje kuta za chombo? JIBU: sawa katika pande zote

1. Tunapiga Bubbles za sabuni. Kwa nini wanachukua sura ya mpira? 2. Kwa nini mlipuko wa shell chini ya maji ni uharibifu kwa viumbe wanaoishi ndani ya maji? 3. Kwa nini samaki wa bahari kuu huwa na kibofu cha kuogelea kinachotoka kinywani mwao wanapovutwa juu ya uso?

Hebu tujipime! Jini mwovu, ambaye yuko katika hali ya gesi ndani ya chupa iliyofungwa, hutoa shinikizo kali kwenye kuta zake, chini na cork. Kwa nini jini hupiga teke pande zote, ikiwa katika hali ya gesi haina mikono wala miguu? Ni sheria gani inamruhusu kufanya hivi? Jibu: Molekuli, sheria ya Pascal. 2. Kwa wanaanga, chakula kinatayarishwa kwa fomu ya nusu ya kioevu na kuwekwa kwenye zilizopo na kuta za elastic. Ni nini huwasaidia wanaanga kukamua chakula kutoka kwenye mirija? Jibu: Sheria ya Pascal 3. Ni ipi njia rahisi zaidi ya kuondoa tundu kutoka kwa mpira wa meza? Jibu: Pasha moto, kwa mfano, tupe ndani ya maji ya moto.

Hebu tufanye muhtasari wa somo: Hebu tukumbuke tulichofanya darasani leo, tulijifunza nini? Je, maji na gesi hupitisha shinikizo? Ni sheria gani inaelezea uhamishaji wa shinikizo na vinywaji na gesi? Sheria ya Pascal inasomwaje? SHERIA YA PASCAL INATUMIWA KATIKA VIFAA GANI VYA KIUFUNDI? Hebu tuone? ==>

Sheria ya Pascal ndio msingi wa muundo wa mifumo mingi. Angalia picha na uzikumbuke! Vyombo vya habari vya hydraulic

2. Kuinua kwa hydraulic Madhumuni ya silinda ya kusonga ni kuongeza urefu wa kuinua wa pistoni. Ili kupunguza mzigo, fungua bomba.

3. Vitengo vya kuongeza mafuta Kitengo cha kuongeza mafuta kwa ajili ya kusambaza matrekta na mafuta hufanya kazi kama ifuatavyo: compressor hulazimisha hewa ndani ya tanki iliyofungwa kwa hermetically na mafuta, ambayo huingia kwenye tank ya trekta kupitia hose.

4. Vipuliziaji Katika vinyunyizio vinavyotumiwa kudhibiti wadudu wa kilimo, shinikizo la hewa linalosukumwa kwenye chombo kwenye suluhisho la sumu ni 500,000 N/m2. Kioevu hunyunyizwa wakati bomba limefunguliwa.

5. Mifumo ya usambazaji wa maji Mfumo wa usambazaji wa maji wa nyumatiki. Pampu hutoa maji kwa tangi, inapunguza mto wa hewa, na inazima wakati shinikizo la hewa linafikia 400,000 N / m2. Maji huinuka kupitia mabomba ndani ya majengo. Wakati shinikizo la hewa linapungua, pampu inarudi tena.

6. Mizinga ya maji Mkondo wa maji, unaotolewa na mfereji wa maji chini ya shinikizo la 1,000,000,000 N/m2, hutoboa mashimo kwenye tupu za chuma na kuponda miamba kwenye migodi. Vifaa vya kisasa vya kuzima moto pia vina vifaa vya hydrocannons.

7. Wakati wa kuwekewa mabomba, shinikizo la hewa "hupanda" mabomba yaliyotengenezwa kwa namna ya vipande vya chuma vya gorofa vilivyounganishwa kwenye kingo. Hii hurahisisha sana uwekaji wa mabomba kwa madhumuni mbalimbali.

8. Mabomba ya nyumatiki Shinikizo la 10,000 - 30,000 N/m2 hufanya kazi katika mabomba ya vyombo vya nyumatiki. Kasi ya treni ndani yao hufikia 45 km / h.

Kazi ya mtihani 5

Kulinganisha shinikizo la yabisi, gesi na vimiminika Maswali ya kulinganisha Mango Gesi Vimiminika Sababu ya shinikizo Nini huamua ni mwelekeo gani inapitishwa Fomula ya kukokotoa

Kazi ya nyumbani: Jaza jedwali §36, jibu maswali. Zoezi la 14 kwenye ukurasa wa 88. Matatizo No. 1,2. Kazi ya majaribio: Kwenye ukuta wa upande wa mkebe mrefu wa kahawa, piga mashimo kwa msumari kwa urefu wa 3cm, 6cm, 9cm. Weka jar katika shimoni chini ya bomba, fungua ili kiasi cha maji kinachoingia na kutoka kwenye jar ni sawa. Tazama mito ya maji inayotoka kwenye mashimo ya jar na ufikie hitimisho.

Karatasi ya kujichanganua (piga mstari inapohitajika) ninahisi kuhamasishwa, kufadhaika. Kuvutia, sio kuvutia. Sio uchovu, uchovu. Kuridhika (kuridhika), kutoridhika (kutoridhika). Ugumu uliosababishwa (orodha)……

Leo tumepokea maarifa mapya kwa mujibu wa mbinu ya maarifa ya kisayansi: uchunguzi => hypothesis => majaribio => hitimisho. Umefanya vizuri!

Asante kwa kazi!

Hebu tuchunguze kioevu kilicho kwenye chombo chini ya pistoni (Mchoro 1), wakati nguvu zinazofanya juu ya uso wa bure wa kioevu ni kubwa zaidi kuliko uzito wa kioevu au kioevu ni katika uzani, i.e. tunaweza kudhani. kwamba vikosi vya uso tu vinatenda kwenye kioevu, na uzito wa kioevu unaweza kupuuzwa. Wacha tuchague kiakili kiasi kidogo cha kioevu kinachoelekezwa silinda kiholela. Vikosi vya shinikizo na wengine wa kioevu hutenda kwa misingi ya kiasi hiki cha kioevu, na nguvu za shinikizo na juu ya uso wa upande. Hali ya usawa kwa kiasi kidogo iliyotolewa katika kioevu:

Katika makadirio kwenye mhimili Ng'ombe:

hizo. shinikizo katika pointi zote za maji ya stationary yasiyo na uzito ni sawa.

Wakati nguvu ya uso inabadilika, maadili yatabadilika uk 1 na uk 2, lakini usawa wao utabaki. Hii ilianzishwa kwanza na B. Pascal.

Sheria ya Pascal: kioevu (gesi) huhamisha shinikizo la nje linalozalishwa juu yake na nguvu za konda kwa pande zote bila mabadiliko.

Shinikizo lililowekwa kwenye kioevu au gesi hupitishwa sio tu kwa mwelekeo wa nguvu, lakini pia kwa kila hatua ya kioevu (gesi) kutokana na uhamaji wa molekuli za kioevu (gesi).

Sheria hii ni matokeo ya moja kwa moja ya kutokuwepo kwa nguvu za msuguano tuli katika vinywaji na gesi.

Sheria ya Pascal haitumiki katika kesi ya kioevu kinachotembea (gesi), na pia katika kesi wakati kioevu (gesi) iko kwenye uwanja wa mvuto; Kwa hivyo, inajulikana kuwa shinikizo la anga na hydrostatic hupungua kwa urefu

Sheria ya Archimedes: mwili uliotumbukizwa kwenye kioevu (au gesi) hutekelezwa na nguvu ya vuoya sawa na uzito wa kioevu (au gesi) inayohamishwa na mwili huu (inayoitwa kwa uwezo wa Archimedes)

F A = ρ gV,

ambapo ρ ni msongamano wa kioevu (gesi), g ni kuongeza kasi ya kuanguka bure, na V- kiasi cha mwili uliozama (au sehemu ya kiasi cha mwili iko chini ya uso). Ikiwa mwili unaelea juu ya uso au kusonga sawasawa juu au chini, basi nguvu ya buoyant (pia inaitwa nguvu ya Archimedean) ni sawa kwa ukubwa (na kinyume katika mwelekeo) na nguvu ya mvuto inayofanya kazi kwa kiasi cha kioevu (gesi) iliyohamishwa. na mwili, na inatumika katikati ya mvuto wa kiasi hiki.

Kuhusu mwili ulio katika gesi, kwa mfano katika hewa, ili kupata nguvu ya kuinua ni muhimu kuchukua nafasi ya wiani wa kioevu na wiani wa gesi. Kwa mfano, puto ya heliamu huruka juu kutokana na ukweli kwamba msongamano wa heliamu ni chini ya msongamano wa hewa.

Kwa kutokuwepo kwa mvuto, yaani, katika hali ya kutokuwa na uzito, sheria ya Archimedes haifanyi kazi. Wanaanga wanafahamu kabisa jambo hili. Hasa, katika mvuto wa sifuri hakuna jambo la (asili) convection, kwa hiyo, kwa mfano, baridi ya hewa na uingizaji hewa wa vyumba vya kuishi vya spacecraft hufanyika kwa nguvu na mashabiki.

Hali ya miili inayoelea

Tabia ya mwili iko kwenye kioevu au gesi inategemea uhusiano kati ya moduli za mvuto na nguvu ya Archimedes, ambayo hufanya juu ya mwili huu. Kesi tatu zifuatazo zinawezekana:

Mwili huzama;

Mwili huelea kwenye kioevu au gesi;

Mwili huelea juu hadi huanza kuelea.

Muundo mwingine (ambapo ni msongamano wa mwili, ni msongamano wa kati ambamo huzamishwa):

· - mwili huzama;

· - mwili huelea katika kioevu au gesi;

· - Mwili huelea juu hadi uanze kuelea.

Mlinganyo wa Bernoulli.

Sheria ya Bernoulli ni matokeo ya sheria ya uhifadhi wa nishati kwa mtiririko wa stationary wa bora (yaani, bila msuguano wa ndani) maji yasiyoweza kushinikizwa: , hapa ni msongamano wa kioevu, ni kasi ya mtiririko, ni urefu ambao kipengele cha kioevu kinachohusika iko, ni shinikizo katika hatua katika nafasi ambapo katikati ya molekuli ya kipengele kioevu kinachohusika iko. kuongeza kasi ya mvuto. Mara kwa mara upande wa kulia huitwa kawaida shinikizo, au shinikizo la jumla, na vile vile Bernoulli muhimu. Kipimo cha maneno yote ni kitengo cha nishati kwa kila kitengo cha kiasi cha kioevu.

Kulingana na sheria ya Bernoulli, shinikizo la jumla katika mtiririko thabiti wa kiowevu hubakia thabiti kwenye mtiririko huo. Shinikizo la jumla ina uzito (ρ gh), tuli ( uk) na shinikizo la nguvu.

Kutoka kwa sheria ya Bernoulli inafuata kwamba wakati mtiririko wa sehemu ya msalaba unapungua, kutokana na ongezeko la kasi, yaani, shinikizo la nguvu, shinikizo la tuli hupungua. Sheria ya Bernoulli ni halali katika fomu yake safi tu kwa vinywaji ambavyo mnato wake ni sifuri, ambayo ni, vinywaji ambavyo havishikamani na uso wa bomba. Kwa kweli, imeanzishwa kwa majaribio kuwa kasi ya kioevu kwenye uso wa imara ni karibu kila mara hasa sifuri (isipokuwa katika kesi ya kujitenga kwa ndege chini ya hali fulani za nadra). Sheria ya Bernoulli inaweza kutumika kwa mtiririko wa maji bora ya incompressible kupitia shimo ndogo kwenye ukuta wa upande au chini ya chombo pana.

Kwa gesi bora inayoweza kubana , (mara kwa mara kando ya mstari wa mkondo au vortex) ambapo ni saluti ya Adiabatic ya gesi, uk- shinikizo la gesi kwa uhakika, ρ - msongamano wa gesi kwa uhakika, v- kasi ya mtiririko wa gesi, g- kuongeza kasi ya mvuto, h- urefu kuhusiana na asili. Wakati wa kusonga katika uwanja usio wa sare gh inabadilishwa na uwezo wa uwanja wa mvuto.

Shinikizo katika kioevu. Sheria ya Pascal

Katika vinywaji, chembe ni za simu, kwa hivyo hazina sura yao wenyewe, lakini zina kiasi chao na kupinga ukandamizaji na kunyoosha; usipinga deformation ya shear (mali ya mtiririko).

Kuna aina mbili za shinikizo la tuli katika maji wakati wa kupumzika: haidrostatic Na ya nje. Kwa sababu ya mvuto wa Dunia, kioevu hutoa shinikizo chini na kuta za chombo, na pia kwenye miili iliyo ndani yake. Shinikizo kutokana na uzito wa safu ya kioevu inaitwa hydrostatic. Shinikizo la maji kwa urefu tofauti ni tofauti na haitegemei mwelekeo wa tovuti ambayo hutumiwa.

Hebu kioevu kiwe kwenye chombo cha cylindrical na eneo la msalaba S; urefu wa safu ya kioevu h. Kisha

Shinikizo la hydrostatic ya maji hutegemea wiani R kioevu, kutoka kwa kuongeza kasi ya g ya kuanguka kwa bure na kutoka kwa kina h ambapo hatua inayohusika iko. Haitegemei sura ya safu ya kioevu.

Kina h hupimwa kwa wima kutoka kwa hatua inayozingatiwa hadi kiwango cha uso wa bure wa kioevu.

Chini ya hali ya kutokuwa na uzito, hakuna shinikizo la hydrostatic katika kioevu, kwa kuwa chini ya hali hizi kioevu inakuwa isiyo na uzito. Shinikizo la nje ni sifa ya ukandamizaji wa kioevu chini ya ushawishi wa nguvu ya nje. Ni sawa na:

Mfano wa shinikizo la nje: shinikizo la anga na shinikizo linaloundwa katika mifumo ya majimaji. Mwanasayansi wa Ufaransa Blaise Pascal (1623-1662) alianzisha: vimiminika na gesi husambaza shinikizo lililowekwa juu yao kwa usawa katika pande zote (Sheria ya Pascal). Kupima shinikizo kutumia vipimo vya shinikizo.

Miundo yao ni tofauti sana. Kwa mfano, fikiria kifaa cha kupima shinikizo la kioevu. Inajumuisha tube ya U-umbo, mwisho wake ambao umeunganishwa na hifadhi ambayo shinikizo hupimwa. Kwa tofauti ya nguzo kwenye viwiko vya kupima shinikizo, shinikizo linaweza kuamua.

Hakuna deuces

Inajulikana kuwa gesi hujaza kiasi chote kilichotolewa kwake. Wakati huo huo, inasisitiza chini na kuta za chombo. Shinikizo hili linasababishwa na harakati na mgongano wa molekuli za gesi na kuta za chombo. Shinikizo kwenye kuta zote zitakuwa sawa, kwa kuwa maelekezo yote ni sawa.

Shinikizo la gesi hutegemea:

Kutoka kwa wingi wa gesi - gesi zaidi kwenye chombo, shinikizo kubwa zaidi,
-kulingana na kiasi cha chombo - kiasi kidogo na gesi ya molekuli fulani, shinikizo kubwa zaidi;
- juu ya joto - kwa kuongezeka kwa joto, kasi ya harakati ya molekuli huongezeka, ambayo huingiliana kwa ukali zaidi na kugongana na kuta za chombo, na kwa hiyo shinikizo huongezeka.

Ili kuhifadhi na kusafirisha gesi, husisitizwa sana, ambayo husababisha shinikizo lao kuongezeka sana. Kwa hiyo, katika hali hiyo, mitungi maalum, ya kudumu sana ya chuma hutumiwa. Mitungi kama hiyo, kwa mfano, huhifadhi hewa iliyoshinikwa kwenye manowari.

Mwanafizikia Mfaransa Blaise Pascal alianzisha sheria inayoeleza shinikizo la vimiminika au gesi. Sheria ya Pascal: Shinikizo linalofanya kazi kwenye kioevu au gesi hupitishwa bila kubadilika kwa kila sehemu ya kioevu au gesi.

Vimiminika, kama miili yote Duniani, huathiriwa na mvuto. Kwa hiyo, kila safu ya kioevu katika vyombo vya habari vya chombo na uzito wake kwenye tabaka nyingine, na shinikizo hili, kwa mujibu wa sheria ya Pascal, hupitishwa kwa pande zote. Hiyo ni, kuna shinikizo ndani ya kioevu na kwa kiwango sawa ni sawa katika pande zote. Kwa kina, shinikizo la maji huongezeka. Shinikizo la kioevu pia inategemea mali ya kioevu, i.e. juu ya msongamano wake.

Kwa kuwa shinikizo la maji huongezeka kwa kina, mzamiaji anaweza kufanya kazi kwa kina cha hadi mita 100 katika suti ya kawaida ya kupiga mbizi nyepesi. Kwa kina kirefu, ulinzi maalum unahitajika. Kwa ajili ya utafiti kwa kina cha kilomita kadhaa, bathyspheres na bathyscaphes hutumiwa, ambayo inaweza kuhimili shinikizo kubwa.

xn—-7sbfhivhrke5c.xn--p1ai

Shinikizo katika kioevu. Sheria ya Pascal. Utegemezi wa shinikizo katika kioevu kwa kina

Mafunzo haya ya video yanapatikana kwa kujisajili

Je, tayari una usajili? Ili kuingia

Katika somo hili tutaangalia tofauti kati ya miili ya kioevu na ya gesi na miili imara. Ikiwa tunataka kubadilisha kiasi cha kioevu, tutalazimika kutumia nguvu kubwa kulinganishwa na ile tunayotumia wakati wa kubadilisha kiasi cha kigumu. Hata kubadili kiasi cha gesi, nguvu kubwa sana inahitajika, kama vile pampu na vifaa vingine vya mitambo. Lakini ikiwa tunataka kubadilisha sura ya kioevu au gesi na kuifanya polepole kutosha, basi hatutalazimika kuweka jitihada yoyote. Hii ndiyo tofauti kuu kati ya kioevu na gesi kutoka kwa imara.

Shinikizo la maji

Ni nini sababu ya athari hii? Ukweli ni kwamba wakati tabaka tofauti za kioevu zinahamishwa kwa jamaa kwa kila mmoja, hakuna nguvu zinazohusiana na deformation hutokea ndani yake. Hakuna mabadiliko au uharibifu katika vyombo vya habari vya kioevu na gesi, lakini katika miili imara, wakati wa kujaribu kusonga safu moja dhidi ya nyingine, nguvu muhimu za elastic hutokea. Kwa hiyo, wanasema kwamba kioevu huwa na kujaza sehemu ya chini ya kiasi ambacho kinawekwa. Gesi huwa na kujaza kiasi kizima ambacho kinawekwa. Lakini hii kwa kweli ni dhana potofu, kwani tukiitazama Dunia yetu kwa nje, tutaona kwamba gesi (angahewa ya Dunia) inazama chini na huwa inajaza eneo fulani kwenye uso wa Dunia. Mpaka wa juu wa eneo hili ni tambarare na laini, kama uso wa kioevu kinachojaza bahari, bahari na maziwa. Jambo ni kwamba wiani wa gesi ni chini sana kuliko wiani wa kioevu, kwa hiyo, ikiwa gesi ilikuwa mnene sana, ingeanguka chini kwa njia ile ile na tungeona mpaka wa juu wa anga. Kwa sababu ya ukweli kwamba hakuna mabadiliko au kasoro katika kioevu na gesi, nguvu zote huingiliana kati ya maeneo tofauti ya kioevu na gesi; hizi ni nguvu zinazoelekezwa kwenye uso wa kawaida unaotenganisha sehemu hizi. Vikosi vile, daima vinaelekezwa kwenye uso wa kawaida, huitwa nguvu za shinikizo. Ikiwa tunagawanya ukubwa wa nguvu ya shinikizo kwenye uso fulani na eneo la uso huu, tunapata msongamano wa nguvu ya shinikizo, ambayo inaitwa tu shinikizo (au wakati mwingine shinikizo la hydrostatic linaongezwa), hata kwa njia ya gesi. , kwa kuwa kutoka kwa mtazamo wa shinikizo kati ya gesi ni kivitendo hakuna tofauti na mazingira ya kioevu moja.

Sheria ya Pascal

Sifa za usambazaji wa shinikizo katika vyombo vya habari vya kioevu na gesi zimesomwa tangu mwanzoni mwa karne ya 17; wa kwanza kuanzisha sheria za usambazaji wa shinikizo katika vyombo vya habari vya kioevu na gesi alikuwa mwanahisabati wa Kifaransa Blaise Pascal.

Ukubwa wa shinikizo hautegemei mwelekeo wa kawaida kwa uso ambao shinikizo hili linatumika, yaani, usambazaji wa shinikizo ni isotropiki (sawa) kwa pande zote.

Sheria hii ilianzishwa kwa majaribio. Tuseme kwamba katika kioevu fulani kuna prism ya mstatili, moja ya miguu ambayo iko kwa wima, na ya pili - kwa usawa. Shinikizo kwenye ukuta wa wima itakuwa P 2, shinikizo kwenye ukuta wa usawa itakuwa P 3, shinikizo kwenye ukuta wa kiholela itakuwa P 1. Pande tatu huunda pembetatu ya kulia, nguvu za shinikizo zinazofanya pande hizi zinaelekezwa kwa kawaida kwa nyuso hizi. Kwa kuwa kiasi kilichochaguliwa kiko katika hali ya usawa, kupumzika, na haihamishi popote, kwa hiyo, jumla ya nguvu zinazofanya juu yake ni sawa na sifuri. Nguvu inayofanya kazi ya kawaida kwa hypotenuse ni sawia na eneo la uso, yaani, sawa na nyakati za shinikizo eneo la uso. Vikosi vinavyofanya kazi kwenye kuta za wima na za usawa pia ni sawa na maeneo ya nyuso hizi na pia huelekezwa perpendicularly. Hiyo ni, nguvu inayofanya juu ya wima inaelekezwa kwa usawa, na nguvu inayofanya kwa usawa inaelekezwa kwa wima. Nguvu hizi tatu zinaongeza hadi sifuri, kwa hiyo huunda pembetatu, ambayo ni sawa kabisa na pembetatu hii.

Mchele. 1. Usambazaji wa nguvu zinazofanya kazi kwenye kitu

Kwa sababu ya kufanana kwa pembetatu hizi, na zinafanana, kwa kuwa pande zinazounda ni za kila mmoja, inafuata kwamba mgawo wa uwiano kati ya maeneo ya pande za pembetatu hii inapaswa kuwa sawa kwa pande zote, ambayo ni. , P 1 = P 2 = P 3.

Kwa hivyo, tunathibitisha sheria ya majaribio ya Pascal, ambayo inasema kwamba shinikizo linaelekezwa kwa mwelekeo wowote na ni sawa kwa ukubwa. Kwa hiyo, tumeanzisha kwamba, kwa mujibu wa sheria ya Pascal, shinikizo katika hatua fulani katika kioevu ni sawa katika pande zote.

Sasa tutathibitisha kwamba shinikizo katika kiwango sawa katika kioevu ni sawa kila mahali.

Mchele. 2. Vikosi vinavyofanya kazi kwenye kuta za silinda

Hebu fikiria kwamba tuna silinda iliyojaa kioevu na wiani ρ , shinikizo kwenye kuta za silinda ni P 1 na P 2, kwa mtiririko huo, kwa kuwa wingi wa kioevu umepumzika, nguvu zinazofanya kwenye kuta za silinda zitakuwa sawa, kwa kuwa maeneo yao ni sawa, yaani, P 1 = P. 2. Hivi ndivyo tulivyothibitisha kuwa katika kioevu kwa kiwango sawa shinikizo ni sawa.

Utegemezi wa shinikizo katika kioevu kwa kina

Hebu tuchunguze umajimaji ulio kwenye uwanja wa mvuto. Sehemu ya mvuto hufanya juu ya kioevu na inajaribu kuipunguza, lakini kioevu kinasisitizwa dhaifu sana, kwa kuwa haiwezi kukandamizwa na chini ya ushawishi wowote wiani wa kioevu daima ni sawa. Hii ni tofauti kubwa kati ya kioevu na gesi, kwa hivyo fomula ambazo tutazingatia zinahusiana na kioevu kisichoshinikizwa na hazitumiki katika mazingira ya gesi.

Mchele. 3. Kipengee kilicho na kioevu

Hebu fikiria kitu kilicho na eneo la kioevu S = 1, urefu h, wiani wa kioevu ρ, ambayo iko kwenye uwanja wa mvuto na kuongeza kasi ya mvuto g. Kuna shinikizo la maji P 0 juu na shinikizo P h chini, kwa kuwa kitu kiko katika hali ya usawa, jumla ya nguvu zinazofanya juu yake itakuwa sawa na sifuri. Nguvu ya mvuto itakuwa sawa na wiani wa kioevu kwa kuongeza kasi ya mvuto na kiasi Ft = ρ g V, tangu V = h S, na S = 1, basi tunapata Ft = ρ g h.

Nguvu ya jumla ya shinikizo ni sawa na tofauti ya shinikizo iliyozidishwa na eneo la sehemu ya msalaba, lakini kwa kuwa tunayo sawa na umoja, basi P = P h - P 0

Kwa kuwa kitu hiki hakisogei, nguvu hizi mbili ni sawa kwa kila mmoja Ft = P.

Tunapata utegemezi wa shinikizo la maji kwa kina au sheria ya shinikizo la hydrostatic. Shinikizo kwa kina h hutofautiana na shinikizo kwa kina cha sifuri kwa kiasi ρ g h: P h = P 0 + (ρ g h).

Sheria ya vyombo vya mawasiliano

Kwa kutumia taarifa mbili zinazotokana, tunaweza kupata sheria nyingine - sheria ya vyombo vya mawasiliano.

Mchele. 4. Vyombo vya mawasiliano

Silinda mbili za sehemu tofauti za msalaba zimeunganishwa kwa kila mmoja; wacha tumimine kioevu cha msongamano ρ kwenye vyombo hivi. Sheria ya vyombo vya mawasiliano inasema: viwango katika vyombo hivi vitakuwa sawa kabisa. Hebu thibitisha kauli hii.

Shinikizo juu ya chombo kidogo P 0 itakuwa chini ya shinikizo chini ya chombo kwa kiasi ρ g h, kwa njia hiyo hiyo shinikizo P 0 itakuwa chini ya shinikizo chini ya chombo kikubwa. kwa kiasi sawa ρ g h, kwa kuwa wiani wao na kina ni sawa, kwa hivyo, maadili haya yatakuwa sawa kwao.

Ikiwa kioevu kilicho na wiani tofauti hutiwa ndani ya vyombo, viwango vyao vitakuwa tofauti.

Hitimisho. Vyombo vya habari vya Hydraulic

Sheria za hydrostatics zilianzishwa na Pascal mwanzoni mwa karne ya 17, na tangu wakati huo, kwa msingi wa sheria hizi, idadi kubwa ya mashine na mifumo tofauti ya majimaji imekuwa ikifanya kazi. Tutaangalia kifaa kinachoitwa hydraulic press.

Mchele. 5. Vyombo vya habari vya hydraulic

Katika chombo kilicho na mitungi miwili yenye maeneo ya msalaba S 1 na S 2, kioevu kilichomwagika kinawekwa kwa urefu sawa. Kwa kuweka bastola kwenye mitungi hii na kutumia nguvu F 1, tunapata F 1 = P 0 S 1.

Kutokana na ukweli kwamba shinikizo lililowekwa kwenye pistoni ni sawa, ni rahisi kuona kwamba nguvu ambayo lazima itumike kwenye pistoni kubwa ili kuiweka kwenye mapumziko itazidi nguvu inayotumiwa kwenye pistoni ndogo, uwiano. Kati ya vikosi hivi ni eneo la pistoni kubwa iliyogawanywa na eneo la pistoni ndogo.

Kwa kutumia nguvu ndogo ya kiholela kwa pistoni ndogo, tutakuza nguvu kubwa sana kwenye pistoni kubwa - hii ndio jinsi vyombo vya habari vya hydraulic inavyofanya kazi. Nguvu ambayo itatumika kwa vyombo vya habari kubwa zaidi au kwa sehemu iliyowekwa mahali hapo itakuwa kubwa kiholela.

Mada inayofuata ni sheria za Archimedes kwa miili isiyo na mwendo.

Kazi ya nyumbani

1. Fafanua sheria ya Pascal.
2. Sheria ya vyombo vya mawasiliano inasema nini?
3. Jibu maswali kutoka kwa tovuti (Chanzo).

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizikia (kiwango cha msingi) - M.: Mnemosyne, 2012.
2. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fizikia daraja la 10. - M.: Ilexa, 2005.
3. Gromov S.V., Rodina N.A. Fizikia darasa la 7, 2002.

Sheria ya Pascal kwa vinywaji na gesi

Vimiminika na gesi husambaza shinikizo ambalo linatumika kwao kwa usawa katika pande zote.

Sheria hii iligunduliwa katikati ya karne ya 14 na mwanasayansi wa Ufaransa B. Pascal na baadaye akapokea jina lake.

Ukweli kwamba maji na gesi husambaza shinikizo huelezewa na uhamaji mkubwa wa chembe ambazo zimeundwa; hii inawatofautisha sana na miili thabiti, ambayo chembe zake hazifanyi kazi na zinaweza kuzunguka tu nafasi zao za usawa. Wacha tuseme gesi iko kwenye chombo kilichofungwa na bastola; molekuli zake hujaza sawasawa kiasi kizima kilichotolewa kwake. Hebu tusogeze pistoni, kupunguza kiasi cha chombo, safu ya gesi iliyo karibu na pistoni itapunguza, molekuli za gesi zitakuwa ziko zaidi kuliko umbali fulani kutoka kwa pistoni. Lakini baada ya muda, chembe za gesi, zinazoshiriki katika harakati za machafuko, zitachanganyika na chembe nyingine, msongamano wa gesi utatoka, lakini utakuwa mkubwa zaidi kuliko kabla ya pistoni kusonga. Katika kesi hiyo, idadi ya athari juu ya chini na kuta za chombo huongezeka, kwa hiyo, shinikizo la pistoni hupitishwa na gesi kwa pande zote kwa usawa na kwa kila hatua huongezeka kwa kiasi sawa. Hoja kama hiyo inaweza kutumika kwa vinywaji.

Uundaji wa sheria ya Pascal

Shinikizo linalozalishwa na nguvu za nje kwenye kioevu (gesi) wakati wa kupumzika hupitishwa na dutu kwa pande zote bila mabadiliko kwa hatua yoyote ya kioevu (gesi) na kuta za chombo.

Sheria ya Pascal inashikilia vimiminiko na gesi zisizoshinikizwa na kubana iwapo mgandamizo hautazingatiwa. Sheria hii ni matokeo ya sheria ya uhifadhi wa nishati.

Shinikizo la Hydrostatic ya vinywaji na gesi

Kioevu na gesi hupitisha shinikizo la nje tu, bali pia shinikizo linalotokana na kuwepo kwa mvuto. Nguvu hii inajenga shinikizo ndani ya kioevu (gesi), ambayo inategemea kina cha kuzamishwa, wakati nguvu za nje zinazotumiwa huongeza shinikizo hili wakati wowote wa dutu kwa kiasi sawa.

Shinikizo linalotolewa na kioevu (gesi) wakati wa kupumzika huitwa hydrostatic. Shinikizo la Hydrostatic ($p $) kwa kina chochote ndani ya kioevu (gesi) haitegemei sura ya chombo ambamo (yeye) iko na ni sawa na:

ambapo $ h $ ni urefu wa safu ya kioevu (gesi); $\rho$ ni msongamano wa dutu. Kutoka kwa formula (1) kwa shinikizo la hydrostatic inafuata kwamba katika maeneo yote ya kioevu (gesi) ambayo ni kwa kina sawa, shinikizo ni sawa. Wakati kina kinaongezeka, shinikizo la hydrostatic huongezeka. Kwa hivyo, kwa kina cha kilomita 10, shinikizo la maji ni takriban $ ^ 8 Pa $.

Muhtasari wa sheria ya Pascal: shinikizo wakati wowote kwenye kiwango sawa cha usawa wa kioevu (gesi) katika hali ya usawa ina thamani sawa.

Mifano ya matatizo na ufumbuzi

Zoezi. Vyombo vitatu vya maumbo tofauti vinatolewa (Mchoro 1). Eneo la chini la kila chombo ni $S$. Ni katika vyombo gani kuna shinikizo la kioevu sawa kwenye sehemu ya chini?

Suluhisho. Tatizo hili linahusika na kitendawili cha hydrostatic. Matokeo ya sheria ya Pascal ni kwamba shinikizo la kioevu haitegemei sura ya chombo, lakini imedhamiriwa na urefu wa safu ya kioevu. Kwa kuwa, kwa mujibu wa hali ya tatizo, eneo la chini ya kila chombo ni sawa na S, kutoka kwa Mchoro 1 tunaona kwamba urefu wa safu za kioevu ni sawa, licha ya uzito tofauti wa kioevu, nguvu ya shinikizo la "uzito" chini katika vyombo vyote ni sawa na ni sawa na uzito wa kioevu katika chombo cha cylindrical. Ufafanuzi wa kitendawili hiki upo katika ukweli kwamba nguvu ya shinikizo la kioevu kwenye kuta zilizoelekezwa ina sehemu ya wima, ambayo inaelekezwa chini kwenye chombo ambacho kinapungua kuelekea juu na kuelekezwa juu katika kupanua.

Zoezi. Mchoro wa 2 unaonyesha vyombo viwili vya mawasiliano na kioevu. Sehemu ya msalaba ya moja ya vyombo ni $ n\$ mara ndogo kuliko ya pili. Vyombo vimefungwa na pistoni. Nguvu ya $F_2 inatumika kwenye bastola ndogo.\ $Ni nguvu gani inapaswa kutumika kwenye bastola kubwa ili mfumo uwe katika hali ya usawa?

Suluhisho. Tatizo linatoa mchoro wa vyombo vya habari vya hydraulic vinavyofanya kazi kwa misingi ya sheria ya Pascal. Shinikizo ambalo pistoni ya kwanza huunda kwenye kioevu ni sawa na:

Bastola ya pili inatoa shinikizo kwenye kioevu:

Ikiwa mfumo uko katika usawa, $p_1$ na $p_2$ ni sawa, tunaandika:

Wacha tupate ukubwa wa nguvu inayotumika kwa bastola kubwa:

Shinikizo katika vinywaji Sheria ya Pascal

§ 11. Sheria ya Pascal. Vyombo vya mawasiliano

Hebu kioevu (au gesi) kiingizwe kwenye chombo kilichofungwa (Mchoro 17).

Shinikizo lililowekwa kwenye kioevu mahali popote kwenye mpaka wake, kwa mfano na bastola, hupitishwa bila mabadiliko kwa sehemu zote za kioevu - Sheria ya Pascal.

Sheria ya Pascal pia ni halali kwa gesi. Sheria hii inaweza kupatikana kwa kuzingatia hali ya usawa wa kiasi holela cylindrical kiakili kutambuliwa katika kioevu (Mchoro 17), kwa kuzingatia ukweli kwamba mashinikizo kioevu juu ya uso wowote perpendicular yake tu.

Kwa kutumia mbinu hiyo hiyo, inaweza kuonyeshwa kuwa kwa sababu ya uwepo wa uwanja sare wa mvuto, tofauti ya shinikizo katika viwango viwili vya kioevu, iliyopangwa kwa urefu kutoka kwa kila mmoja kwa umbali `H`, inatolewa na uhusiano `Deltap= rhogH`, ambapo `rho` ni msongamano wa kioevu. hii ina maana

katika vyombo vya kuwasiliana vilivyojaa kioevu cha homogeneous, shinikizo katika pointi zote za kioevu ziko kwenye ndege sawa ya usawa ni sawa, bila kujali sura ya vyombo.

Katika kesi hiyo, nyuso za kioevu katika vyombo vya mawasiliano zimewekwa kwa kiwango sawa (Mchoro 18).

Shinikizo linaloonekana kwenye kioevu kutokana na uwanja wa mvuto huitwa hydrostatic. Katika kioevu katika kina `H`, kuhesabu kutoka kwenye uso wa kioevu, shinikizo la hidrostatic ni `p=rhogH`. Shinikizo la jumla katika kioevu ni jumla ya shinikizo kwenye uso wa kioevu (kawaida shinikizo la anga) na shinikizo la hidrostatic.

• Hotuba ya 1. Sheria ya kibinafsi ya kimataifa katika mfumo wa sheria ya Kirusi 1.3. Mfumo wa sheria ya kibinafsi ya kimataifa Sheria ya kibinafsi ya kimataifa, kama matawi mengi ya sheria, imegawanywa katika sehemu mbili: Jumla na Maalum. Sehemu ya Jumla inajadili […]
• Mada ya 1: Masharti ya jumla ya sheria ya adhabu 1.7. Dhana, aina na muundo wa kanuni za sheria ya utendaji wa jinai Kawaida ya sheria ya mtendaji wa uhalifu ni sheria ya jumla inayofunga, iliyofafanuliwa rasmi ya tabia inayolenga […]
• Ensaiklopidia ndogo juu ya sheria za tabia salama Wasilisho la somo Tahadhari! Onyesho la kuchungulia la slaidi ni kwa madhumuni ya habari pekee na huenda lisiwakilishe vipengele vyote vya wasilisho. Kama […]
• Ni aina gani na aina za umiliki wa vitu vya ulimwengu wa wanyama? Kwa mujibu wa Sheria ya Shirikisho "Juu ya Fauna" (Kifungu cha 4), fauna ndani ya eneo la Shirikisho la Urusi ni mali ya serikali. Katika bara […]
• Ukisahau sera yako nyumbani UKISAHAU SERA YAKO NYUMBANI JINSI YA KUMTHIBITISHA INSPEKTA KUWA ILIPO GARI ILINUNULIWA KWENYE SHOWROOM MWEZI MACHI NA ILISAJILIWA MACHI BILA BIMA HAZIJASAJILIWA Majibu kutoka kwa wanasheria wazuri (10) mchana, Vlad! wajibu kwa […]
• Kutoa usaidizi wa kifedha ili kufadhili gharama mahususi zinazolengwa Mojawapo ya vipengele bainifu vya kutoa usaidizi wa kifedha kwa njia ya ufadhili au ruzuku ni ulengwa wao na asili inayolengwa. KATIKA […]

Shinikizo ni kiasi cha scalar sawa na uwiano wa sehemu ya kawaida ya nguvu inayofanya kazi kwenye eneo la msingi ndani ya kioevu hadi eneo la eneo hili la msingi.

Vipengele vya Tangential vya nguvu D F sio muhimu, kwa sababu kusababisha fluidity kioevu, i.e. usawa.

Vitengo vya shinikizo. Katika SI - Pa (pascal): 1 Pa = 1 N / m 2;

katika GHS - dyn/cm2.

Vitengo vya ziada vya utaratibu: anga ya kimwili (ya kawaida) (atm) ni sawa na shinikizo la safu ya zebaki 760 mm juu;

millimeter ya zebaki (mmHg).

1 mm. rt. Sanaa. = r Hg gh = (13.6 × 10 3 kg/m 3) × (9.81 m/s 2) × (10 -3 m) = 133 Pa.

1 atm = 760 mm. rt. Sanaa. = 1.01×10 5 Pa.

Mali ya kioevu (gesi) katika mapumziko.

1. Nguvu inayosababishwa na shinikizo la maji wakati wa kupumzika daima hufanya perpendicular kwa uso ambao kati hii inawasiliana nayo.

2. Vimiminika na gesi huunda shinikizo katika pande zote.

Nguvu zinazofanya kazi kwenye chembe za kioevu au gesi ni za aina mbili.

1) Nguvu za kiasi- hizi ni nguvu za muda mrefu zinazofanya kazi kwa kila kipengele cha kiasi cha kioevu au gesi. Mfano wa nguvu kama hiyo ni mvuto.

2) Nguvu za uso- hizi ni nguvu za masafa mafupi zinazotokea kama matokeo ya mawasiliano ya moja kwa moja kati ya vitu vinavyoingiliana vya kioevu, gesi na dhabiti kwenye mpaka wao wa kawaida. Mfano wa nguvu ya uso ni nguvu ya shinikizo la anga.

Sheria ya Pascal. Nguvu za uso zinazofanya kazi kwenye kioevu kilichosimama (au gesi) huunda shinikizo ambalo ni sawa katika pointi zote za kioevu (gesi). Ukubwa wa shinikizo katika hatua yoyote katika kioevu (gesi) haitegemei mwelekeo (yaani, juu ya mwelekeo wa eneo la msingi).

Ushahidi.

1. Hebu tuthibitishe kwamba shinikizo katika hatua fulani katika kioevu ni sawa kwa pande zote.

Mchele. 5.1.1.a Mtini. 5.1.1.b

Ili kuthibitisha hili tutatumia kanuni ya ugumu: Kipengele chochote cha umajimaji kinaweza kutibiwa kama kigumu na hali ya msawazo wa kitu kigumu inaweza kutumika kwa kipengele hicho.

Hebu tuchague kiakili karibu na hatua fulani ya kioevu kiasi kidogo kilichoimarishwa kwa namna ya prism ya trihedral (Mchoro 5.1.1), moja ya nyuso ambazo (uso wa OBCD) iko kwa usawa. Maeneo ya besi AOB na KDC yatazingatiwa kuwa ndogo ikilinganishwa na maeneo ya nyuso za upande. Kisha kiasi cha prism kitakuwa kidogo, na, kwa hiyo, nguvu ya mvuto inayofanya kazi kwenye prism hii itakuwa ndogo.

Nguvu za uso hufanya kazi kwenye kila uso wa prism F 1 , F 2 na F 3. Kutoka kwa usawa wa maji inafuata hiyo , i.e. vekta F 1 , F 2 na F 3 kuunda pembetatu (katika Mchoro 5.1.1.b), sawa na pembetatu. Kisha

.

Hebu tuzidishe madhehebu ya sehemu hizi kwa OD = BC = AK, Þ

, Þ , Þ .

Hivyo, shinikizo katika kioevu stationary haitegemei mwelekeo wa eneo ndani ya kioevu.

2. Hebu tuthibitishe kwamba shinikizo katika pointi mbili za kioevu ni sawa.

Hebu tuchunguze pointi mbili za kiholela A na B za maji, zilizotengwa kutoka kwa kila mmoja kwa umbali wa DL. Hebu tuchague silinda iliyoelekezwa kwa kiholela kwenye kioevu, kwenye vituo vya ambayo besi ni pointi A na B ambazo tumechagua (Mchoro 5.1.2). Tutafikiri kwamba maeneo ya besi ya DS ya silinda ni ndogo, basi nguvu za volumetric pia zitakuwa ndogo ikilinganishwa na nguvu za uso.

Hebu tufikiri kwamba shinikizo katika pointi A na B ni tofauti: , basi, ambayo ina maana kiasi kilichochaguliwa kitaanza kuhamia. Upinzani unaotokea unathibitisha hilo shinikizo katika pointi yoyote mbili katika kioevu ni sawa.

Mfano wa nguvu za uso ambazo sheria ya Pascal inashikilia ni nguvu ya shinikizo la anga.

Shinikizo la anga- hii ni shinikizo ambalo hewa ya anga hufanya juu ya miili yote; ni sawa na nguvu ya mvuto inayofanya kazi kwenye safu ya hewa yenye eneo la msingi wa kitengo.

Uzoefu wa Torricelli ilionyesha uwepo wa shinikizo la anga na ilifanya iwezekanavyo kupima kwa mara ya kwanza. Uzoefu huu ulielezewa mnamo 1644.

Mchele. 5.1.3. Mchele. 5.1.4.

Katika jaribio hili, tube ya kioo ndefu, imefungwa kwa mwisho mmoja, imejaa zebaki; kisha mwisho wake wa wazi umefungwa, baada ya hapo bomba limegeuka, mwisho uliofungwa hupunguzwa ndani ya chombo na zebaki na clamp huondolewa. Zebaki katika bomba hupungua kiasi fulani, i.e. Baadhi ya zebaki hutiwa ndani ya chombo. Kiasi cha nafasi juu ya zebaki kwenye bomba inayoitwa utupu wa torrichel. (Shinikizo la mvuke wa zebaki katika utupu wa toricheli kwa 0°C ni 0.025 Pa.)

Ngazi ya zebaki katika bomba ni sawa bila kujali jinsi tube imewekwa: kwa wima au kwa pembe kwa usawa (Mchoro 5.1.3). Chini ya hali ya kawaida ya kawaida, urefu wa wima wa zebaki katika tube ni h= 760 mm. Ikiwa badala ya zebaki tube ilijazwa na maji, basi urefu h= 10.3 m.

Vyombo vinavyotumiwa kupima shinikizo la anga huitwa barometers. Barometer rahisi zaidi ya zebaki ni bomba la Torricelli.

Ili kuelezea kwa nini bomba la Torricelli hukuruhusu kupima shinikizo la anga, tunageukia kuzingatia nguvu za volumetric na hesabu ya utegemezi wa shinikizo kwenye kioevu kwa kina. h.

Shinikizo katika kioevu kilichoundwa na nguvu za volumetric, i.e. mvuto unaitwa shinikizo la hydrostatic.

Wacha tupate formula ya shinikizo la maji kwa kina h. Ili kufanya hivyo, tunachagua parallelepiped iliyoimarishwa kwenye kioevu, moja ya besi ambayo iko juu ya uso wa kioevu, na nyingine kwa kina. h(Mchoro 5.1.4). Kwa kina hiki, nguvu zilizoonyeshwa kwenye takwimu zinatenda kwenye parallelepiped.

Vikosi vinavyofanya kazi kwenye parallelepiped kando ya mhimili x usawa. Hebu tuandike hali ya usawa wa nguvu kwenye mhimili y.

Wapi uk 0 - shinikizo la anga, - wingi wa parallelepiped, r - wiani wa kioevu. Kisha

, (5.1.3)

Neno la kwanza katika fomula (5.1.3) linahusishwa na nguvu za uso, na neno la pili , inayoitwa shinikizo la hydrostatic, inahusishwa na nguvu za mwili.

Ikiwa chombo cha kioevu kinakwenda kwa kasi a, ikielekezwa chini, kisha hali (5.1.2) inachukua fomu: , Þ

Katika hali ya sifuri-mvuto ( a = g) shinikizo la hydrostatic ni sifuri.

Mifano ya matumizi ya sheria ya Pascal.

1. Vyombo vya habari vya hydraulic (Mchoro 5.1.5).

.

3. Kitendawili cha Hydrostatic . (Mchoro 5.1.8).

Wacha tuchukue vyombo vitatu vya maumbo tofauti, lakini kwa eneo sawa la sehemu ya chini. Wacha tuchukue eneo hili S = 20 cm 2 = 0.002 m 2. Kiwango cha maji katika vyombo vyote ni sawa na sawa na h = 0.1 m. Hata hivyo, kutokana na maumbo tofauti ya vyombo, huwa na kiasi tofauti cha maji. Hasa, chombo A kina maji yenye uzito wa 3 N, chombo B kina maji yenye uzito wa 2 N, na chombo C kina maji yenye uzito wa 1 N.

Shinikizo la hydrostatic chini katika vyombo vyote ni sawa Pa. Nguvu ya shinikizo la maji chini ya vyombo vya N pia ni sawa. Maji yenye uzito wa 1 N katika chombo cha tatu yanawezaje kuunda nguvu ya shinikizo la 2 N?