Билет №6. Давление. Атмосферное давление. Закон Паскаля. Закон Архимеда

Результат действия силы зависит от ее величины, точки приложения, направления и площади поверхности, на которую действует сила. Например, комар, действуя малой силой, может проколоть кожу человека.

Величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности, называется давлением. Обозначается буквой р, измеряется в паскалях (Па). Рассчитывается по формуле , 1 Па = 1Н/м².

Если необходимо увеличить давление, уменьшают площадь поверхности, пример: игла, нож, лопата и др.

Если необходимо уменьшить давление, увеличивают площадь поверхности, пример: гусеницы трактора, лыжи, наперсток и др.

Твердые тела оказывают давление из-за наличия силы тяжести.

Давление, которое оказывают газы, объясняется ударами молекул о стенки сосуда. Давление газа зависит от объема сосуда, в котором он находится, и температуры. Чем больше объем, тем меньше давление; чем выше температура, тем больше давление.

Вокруг земли существует воздушная оболочка, называемая атмосферой. Существование атмосферы объясняется наличием достаточной силы тяжести, для удержания вокруг Земли воздушных масс. При этом, хотя молекулы непрерывно хаотично движутся, их скорости недостаточно, чтобы покинуть Землю. Двигаясь, молекулы воздуха ударяются о земную поверхность и тела, находящиеся на ней, создавая давление.

Атмосферное давление — это давление всей толщи воздуха на земную поверхность и тела, находящиеся на ней.

Доказательством существования атмосферного давления может служить опыт с Магдебургскими полушариями, проведенным О. Герике.

Для измерения атмосферного давления раньше использовалась трубка, наполненная ртутью, опущенная открытым концом в чашу с ртутью. Высота ртути в трубке устанавливалась на таком уровне, чтобы ее давление было равно атмосферному. Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760мм при температуре 0ºС называется нормальным атмосферным давлением. Нормальное атмосферное давление равно 101300Па= 1013гПа.

Через каждые 12м давление уменьшается на 1мм. рт. ст. (или на 1,ЗЗгПа).

Сейчас давление измеряется с помощью приборов: манометров и барометров.

Если выдуть мыльный пузырь, он имеет форму шара. Это можно объяснить законом Паскаля.

Закон Паскаля: давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку одинаково во всех направлениях.

Жидкости тоже создают давление, которое зависит от ее плотности и высоты столба (глубины):

Так как при погружении тела давление на верхнюю его грань и нижнюю разное, в жидкости возникает сила, направленная против силы тяжести и называемая Сила Архимеда.

Закон Архимеда: на тело, погружённое в жидкость (или газ, или плазму), действует выталкивающая сила (называемая силой Архимеда): , где ρ — плотность жидкости (газа), — ускорение свободного падения, а V — объём погружённого тела (или часть объёма тела, находящаяся ниже поверхности).

Выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме, вытесненному телом.

Следует заметить, что тело должно быть полностью окружено жидкостью (либо пересекаться поверхностью жидкости). Так, например, закон Архимеда нельзя применить к кубику, который лежит на дне резервуара, герметично касаясь дна.