Bahay - Hallway
  Tingnan kung ano ang "Pressure (pisika)" sa iba pang mga diksyonaryo. Mataas at mas mababang presyon: ano ang ibig sabihin nito

Walang sinuman ang nais na mapailalim sa presyon. At kahit ano sa ilalim ng kung ano. Kinanta ito ni Queen kasama si David Bowie sa kanilang sikat na solong "Sa ilalim ng presyon". Ano ang presyon? Paano maiintindihan ang presyon? Ano ang sinusukat sa, kung anong mga instrumento at pamamaraan, kung saan ito ay nakadirekta at kung ano ang pinipilit nito. Ang mga sagot sa mga ito at iba pang mga katanungan ay nasa aming artikulo tungkol sa presyon sa pisika  at hindi lang.

Kung pipilitin ka ng guro, nagtatakda ng mga nakakalito na gawain, gagawin namin ito upang masagot mo nang tama. Sa katunayan, ang pag-unawa sa mismong kakanyahan ng mga bagay ang susi sa tagumpay! Kaya ano ang presyon sa pisika?

Sa pamamagitan ng kahulugan:

Pressure  Ay isang scalar na pisikal na dami na katumbas ng puwersa na kumikilos bawat lugar ng ibabaw ng yunit.

Sa internasyonal na sistema, ang SI ay sinusukat sa Mga Pascals  at ipinahiwatig ng liham p . Yunit ng presyon - 1 pascal. Pagtatalaga ng Russian - Painternational - Pa.

Ayon sa kahulugan, upang mahanap ang presyon, kailangan mong hatiin ang puwersa sa pamamagitan ng lugar.

Ang anumang likido o gas na inilagay sa isang sisidlan ay nagpipilit ng mga presyon sa mga dingding ng daluyan. Halimbawa, ang borsch sa isang pan ay kumikilos sa ilalim nito at mga pader na may ilang presyon. Pormula para sa pagtukoy ng presyon ng likido:

saan g  - pagbilis ng gravity sa larangan ng gravitational ng lupa, h - ang taas ng haligi ng borsch sa kawali, ang titik na Greek "Ro"  - ang density ng borsch.

Ang pinakakaraniwang aparato ng pagsukat ng presyon sa bahay ay isang barometer. Ngunit ano ang sinusukat na presyon? Bilang karagdagan sa Pascal, mayroong iba pang mga yunit ng off-system:

  • kapaligiran
  • milimetro ng mercury;
  • milimetro ng tubig;
  • metro ng tubig;
  • lakas-kilogram.

Depende sa konteksto, ginagamit ang iba't ibang mga unit ng off-system.

Halimbawa, kapag nakikinig ka o nagbabasa ng taya ng panahon, walang tanong sa mga Pascals. Pinag-uusapan nila ang tungkol sa milimetro ng mercury. Isang milimetro ng mercury ay 133   Pascal. Kung nagmamaneho ka, marahil alam mo na ang normal na presyon sa mga gulong ng isang kotse ay halos dalawa mga atmospheres.


Ang presyon ng Atmosfer

Ang kapaligiran ay isang gas, o sa halip, isang halo ng mga gas na hawak ng Earth dahil sa grabidad. Ang kapaligiran ay gumagalaw sa interplanetary space na unti-unti, at ang taas nito ay humigit-kumulang 100   mga kilometro.

Paano maiintindihan ang ekspresyong "presyon ng atmospera"? Sa itaas ng bawat square meter ng ibabaw ng lupa ay isang daang-kilometrong haligi ng gas. Siyempre, ang hangin ay malinaw at kaaya-aya, ngunit mayroon itong isang masa na pumipilit sa ibabaw ng lupa. Ito ay ang presyon ng atmospera.

Ang normal na presyon ng atmospera ay itinuturing na pantay 101325   Pa. Ito ang presyon sa antas ng dagat sa temperatura ng 0 degree Celsius. Ang parehong presyon sa parehong temperatura ay lumalabas sa base nito isang haligi ng mercury na may taas 766   milimetro.

Ang mas mataas na taas, mas mababa ang presyon ng atmospera. Halimbawa, sa tuktok ng isang bundok Chomolungma   ito ay isa lamang ika-apat ng normal na presyon ng atmospera.


Presyon ng dugo

Ang isa pang halimbawa kung saan tayo ay nahaharap sa presyon sa pang-araw-araw na buhay ay ang pagsukat ng presyon ng dugo.

Ang presyon ng dugo ay presyon ng dugo, i.e. ang presyon ng dugo na lumalabas sa mga dingding ng mga daluyan ng dugo, sa kasong ito, mga arterya.

Kung sinusukat mo ang presyon ng dugo at mayroon ka nito 120   sa 80 kung gayon ang lahat ay maayos. Kung 90   sa 50   o 240   sa 180 , pagkatapos ay siguradong hindi ito kawili-wili para sa iyo upang maunawaan kung ano ang sinusukat na presyur na ito at kung ano ang ibig sabihin sa pangkalahatan.


Gayunpaman, ang tanong ay lumitaw: 120   sa 80   ano ba talaga? Ang mga Pascals, milimetro ng mercury, atmospheres o ilan pang mga yunit ng panukala?

Ang presyon ng dugo ay sinusukat sa milimetro ng mercury.  Tinutukoy nito ang labis na presyon ng likido sa sistema ng sirkulasyon sa presyon ng atmospera.

Ang dugo ay naglalagay ng presyon sa mga daluyan ng dugo at sa gayon ay binabayaran ang epekto ng presyon ng atmospera. Kung ito ay kung hindi, madali lamang tayo madurog ng isang napakalaking hangin sa itaas sa amin.

Ngunit bakit may dalawang numero sa pagsukat ng presyon ng dugo?

Sa pamamagitan ng paraan! Ang aming mga mambabasa ngayon ay may isang 10% na diskwento sa

Ang katotohanan ay ang dugo ay hindi gumagalaw nang pantay sa mga vessel, ngunit sa mga jerks. Ang unang numero (120) ay tinawag systolic   presyon. Ang presyur na ito sa mga dingding ng mga daluyan ng dugo sa oras ng pag-urong ng kalamnan ng puso, ang halaga nito ay ang pinakamalaking. Ang pangalawang numero (80) ay tumutukoy sa pinakamaliit na halaga at tinawag diastolic   presyon.

Kapag sinusukat, ang mga halaga ng systolic at diastolic pressure ay naitala. Halimbawa, para sa isang malusog na tao, ang isang tipikal na halaga ng presyon ng dugo ay 120 sa 80 milimetro ng mercury. Nangangahulugan ito na ang systolic pressure ay 120 mm. Hg. Art., At diastolic - 80 mm RT. Art. Ang pagkakaiba sa pagitan ng systolic at diastolic pressure ay tinatawag na pulse pressure.

Pisikal na vacuum

Ang vacuum ay ang kawalan ng presyon. Mas tiyak, ang halos kumpletong kawalan nito. Ang ganap na vacuum ay isang pagtatantya, tulad ng isang mainam na gas sa thermodynamics at isang materyal na punto sa mga mekanika.

Depende sa konsentrasyon ng sangkap, mababa, katamtaman at mataas na vacuum ay nakikilala. Ang pinakamagandang pagtatantya sa pisikal na vacuum ay sa labas ng puwang, kung saan ang konsentrasyon ng mga molekula at presyon ay minimal.


Ang presyur ay ang pangunahing thermodynamic na parameter ng estado ng system. Maaari mong matukoy ang presyon ng hangin o isa pang gas hindi lamang sa pamamagitan ng mga instrumento, ngunit gumagamit din ng mga equation, formula at mga batas ng thermodynamics. At kung wala kang oras upang maunawaan, ang serbisyo ng mag-aaral ay makakatulong upang malutas ang anumang problema sa pagtukoy ng presyon.

Man skiing, at wala sila.

Ang isang tao ay lumalakad sa maluwag na snow na may malaking kahirapan, na nabigo nang malalim sa bawat hakbang. Ngunit, sa pagkakaroon ng skis, maaari siyang pumunta, halos hindi nahuhulog dito. Bakit? Sa skis o walang skis, kumikilos ang isang tao sa snow na may parehong lakas na katumbas ng kanyang timbang. Gayunpaman, ang epekto ng puwersa na ito sa parehong mga kaso ay magkakaiba, dahil ang lugar ng ibabaw na kung saan ang isang tao ay pinindot ay naiiba, na may skis at walang skis. Ang lugar ng ibabaw ng skis ay halos 20 beses sa lugar ng nag-iisang. Samakatuwid, habang ang skiing, ang isang tao ay kumikilos sa bawat parisukat na sentimetro ng lugar ng ibabaw ng snow na may lakas na 20 beses na mas mababa kaysa sa pagtayo sa snow nang walang skis.

Ang mag-aaral, pinning ang pahayagan sa board na may mga pindutan, kumikilos sa bawat pindutan na may pantay na lakas. Gayunpaman, ang isang pindutan na may isang dulo ng sharper ay mas madaling makapasok sa puno.

Nangangahulugan ito na ang resulta ng pagkilos ng puwersa ay nakasalalay hindi lamang sa module, direksyon at punto ng aplikasyon nito, kundi pati na rin sa lugar ng ibabaw na inilalapat (patayo kung saan ito kumikilos).

Ang konklusyon na ito ay nakumpirma ng mga pang-eksperimentong pisikal.

Karanasan.Ang resulta ng pagkilos ng isang naibigay na puwersa ay depende sa kung ano ang puwersa na kumikilos sa isang yunit ng lugar na pang-ibabaw.

Sa mga sulok ng isang maliit na board kailangan mong magmaneho sa mga kuko. Una, itinakda namin ang mga kuko na hinimok sa board, kasama ang mga puntong itinuro sa buhangin, at naglalagay ng timbang sa board. Sa kasong ito, ang mga ulo ng kuko ay bahagyang pinindot sa buhangin. Pagkatapos ay pinihit namin ang board at inilalagay ang mga kuko sa gilid. Sa kasong ito, ang lugar ng suporta ay mas maliit, at sa ilalim ng impluwensya ng parehong puwersa ang mga kuko ay makabuluhang lumalim sa buhangin.

Karanasan. Pangalawang ilustrasyon.

Ang resulta ng pagkilos ng puwersa na ito ay depende sa kung ano ang puwersa na kumikilos sa bawat yunit ng lugar na pang-ibabaw.

Sa mga halimbawa na isinasaalang-alang, ang mga puwersa ay kumilos patayo sa ibabaw ng katawan. Ang bigat ng tao ay patayo sa ibabaw ng snow; ang puwersa na kumikilos sa pindutan ay patayo sa ibabaw ng board.

Ang halaga na katumbas ng ratio ng puwersa na kumikilos patayo sa ibabaw ng lugar ng ibabaw na ito ay tinatawag na presyon.

Upang matukoy ang presyon, kinakailangan upang pilitin ang kumikilos na patayo sa ibabaw, na hinati ng lugar ng ibabaw:

presyon \u003d puwersa / lugar.

Ipaalam sa amin na ipahiwatig ang dami na kasama sa expression na ito: presyon - p, ang puwersa na kumikilos sa ibabaw F  at lugar ng ibabaw - S.

Pagkatapos makuha namin ang formula:

p \u003d F / S

Malinaw na ang isang mas malaking puwersa na kumikilos sa parehong lugar ay makakagawa ng mas maraming presyon.

Ang yunit ng presyon ay tulad ng isang presyon na gumagawa ng isang puwersa ng 1 N kumikilos sa isang ibabaw ng 1 m 2 na patayo sa ibabaw na ito.

Yunit ng presyon - newton bawat square meter  (1 N / m 2). Sa karangalan ng siyentipikong Pranses Blaise Pascal   ito ay tinatawag na pascal ( Pa) Sa ganitong paraan

1 Pa \u003d 1 N / m 2.

Ang iba pang mga yunit ng presyon ay ginagamit din: hectopascal (hPa) at kilopascal (kPa).

1 kPa \u003d 1000 Pa;

1 hPa \u003d 100 Pa;

1 Pa \u003d 0.001 kPa;

1 Pa \u003d 0.01 hPa.

Sinusulat namin ang kondisyon ng problema at lutasin ito.

Naibigay : m \u003d 45 kg, S \u003d 300 cm 2; p \u003d?

Sa mga yunit ng SI: S \u003d 0.03 m 2

Solusyon:

p = F/S,

F = P,

P = g m,

P  \u003d 9.8 N · 45 kg ≈ 450 N,

p  \u003d 450 / 0.03 N / m 2 \u003d 15000 Pa \u003d 15 kPa

"Sagot": p \u003d 15000 Pa \u003d 15 kPa

Mga paraan upang mabawasan at madagdagan ang presyon.

Ang isang mabigat na traktor ng uling ay gumagawa ng isang presyon na katumbas ng 40 - 50 kPa sa lupa, iyon ay, 2 hanggang 3 beses lamang kaysa sa presyon ng isang batang lalaki na tumitimbang ng 45 kg. Ito ay dahil ang bigat ng traktor ay ipinamamahagi sa isang mas malaking lugar dahil sa paghahatid ng uod. At itinatag namin iyon mas malaki ang lugar ng suporta, mas mababa ang presyon na ginawa ng parehong puwersa sa suporta na ito .

Depende sa kung kinakailangan upang makakuha ng maliit o malaking presyon, ang lugar ng suporta ay tumataas o bumababa. Halimbawa, upang ang lupa ay makatiis sa presyon ng gusali na itinayo, nadagdagan ang lugar ng ibabang bahagi ng pundasyon.

Ang mga gulong ng trak at tsasis ng sasakyang panghimpapawid ay ginagawang mas malawak kaysa sa mga pampasaherong kotse. Lalo na ang malawak na gulong na ginawa para sa mga sasakyan na idinisenyo para sa paggalaw sa mga disyerto.

Ang mga mabibigat na sasakyan, tulad ng isang traktor, isang tangke o isang sasakyan ng swamp, na mayroong isang malaking track area, ay dumaan sa marshy terrain na kung saan ay hindi dumadaan ang mga tao.

Sa kabilang banda, na may isang maliit na lugar sa ibabaw, ang mataas na presyon ay maaaring mabuo ng isang maliit na puwersa. Halimbawa, ang pagpindot sa isang pindutan sa isang board, kumilos kami dito na may puwersa na halos 50 N. Dahil ang lugar ng tip na pindutan ay humigit-kumulang sa 1 mm 2, ang presyur na ginawa nito ay:

p \u003d 50 N / 0, 000 001 m 2 \u003d 50,000,000 Pa \u003d 50,000 kPa.

Para sa paghahambing, ang presyur na ito ay 1000 beses na mas malaki kaysa sa presyon na ginawa ng isang crawler traktor sa lupa. Maraming iba pang mga halimbawa ang maaaring matagpuan.

Ang pagputol ng talim at ang punto ng mga kasangkapan sa stabbing (kutsilyo, gunting, pamutol, lagari, mga karayom, atbp.) Lubhang patalas nang patalim. Ang matulis na gilid ng isang matalim na talim ay may isang maliit na lugar, kaya kahit na may isang maliit na puwersa, maraming presyon ang nilikha, at madaling magtrabaho kasama ang isang tool.

Ang mga aparato ng paggupit at stitching ay matatagpuan din sa wildlife: ito ay mga ngipin, claws, beaks, spike, atbp - lahat sila ay gawa sa matigas na materyal, makinis at napaka matalim.

Pressure

Ito ay kilala na ang mga molekula ng gas ay sapalarang ilipat.

Alam na natin na ang mga gas, hindi katulad ng mga solido at likido, punan ang buong daluyan kung saan matatagpuan ang mga ito. Halimbawa, isang silindro ng bakal na bakal, isang tubo ng gulong o isang volleyball. Sa kasong ito, ang gas ay naglalakas ng presyon sa mga dingding, ibaba at takip ng silindro, kamara o anumang iba pang katawan kung saan ito matatagpuan. Ang presyon ng gas ay dahil sa iba pang mga kadahilanan kaysa sa presyon ng isang solidong katawan sa isang suporta.

Ito ay kilala na ang mga molekula ng gas ay sapalarang ilipat. Sa kanilang paggalaw, bumangga sila sa bawat isa, pati na rin sa mga dingding ng daluyan kung saan matatagpuan ang gas. Maraming mga molekula sa gas, at samakatuwid ang bilang ng kanilang mga hit ay napakalaking. Halimbawa, ang bilang ng mga stroke ng mga molekula ng hangin sa isang silid tungkol sa isang ibabaw ng 1 cm 2 sa 1 s ay ipinahayag bilang isang dalawampu't tatlong-digit na numero. Bagaman ang lakas ng epekto ng isang indibidwal na molekula ay maliit, ngunit ang epekto ng lahat ng mga molekula sa mga dingding ng sisidlan ay makabuluhan, lumilikha ito ng presyon ng gas.

Kaya ang presyon ng gas sa mga dingding ng daluyan (at sa katawan na nakalagay sa gas) ay sanhi ng mga epekto ng mga molekula ng gas .

Isaalang-alang ang sumusunod na karanasan. Maglagay ng goma na bola sa ilalim ng kampanilya ng air pump. Naglalaman ito ng isang maliit na halaga ng hangin at hindi regular sa hugis. Pagkatapos ay i-pump out ang hangin mula sa ilalim ng kampanilya na may isang bomba. Ang shell ng bola, sa paligid kung saan ang hangin ay nagiging higit pa at higit na hindi mabihirang, unti-unting nagbabawas at kumukuha ng form ng isang regular na bola.

Paano ipaliwanag ang karanasan na ito?

Para sa imbakan at transportasyon ng mga naka-compress na gas, ginagamit ang mga espesyal na matibay na mga cylinder ng bakal.

Sa aming karanasan, ang paglipat ng mga molekula ng gas ay patuloy na tumama sa mga pader ng bola sa loob at labas. Kapag ang hangin ay lumilikas, ang bilang ng mga molekula sa kampanilya sa paligid ng shell ng bola ay bumababa. Ngunit sa loob ng bola ang kanilang numero ay hindi nagbabago. Samakatuwid, ang bilang ng mga hit ng mga molekula sa mga panlabas na pader ng shell ay nagiging mas mababa sa bilang ng mga hit sa mga panloob na pader. Ang bola ay napalaki hanggang ang nababanat na puwersa ng shell ng goma nito ay nagiging katumbas ng presyon ng puwersa ng gas. Ang shell ng bola ay tumatagal ng hugis ng isang bola. Ipinapakita nito iyon ang mga pagpindot sa gas sa mga pader nito sa lahat ng mga direksyon nang pantay. Sa madaling salita, ang bilang ng mga molekular na hit bawat parisukat na sentimetro ng ibabaw na lugar ay pareho sa lahat ng mga direksyon. Ang parehong presyon sa lahat ng mga direksyon ay katangian ng gas at ang resulta ng random na paggalaw ng isang malaking bilang ng mga molekula.

Susubukan naming bawasan ang lakas ng tunog ng gas, ngunit upang ang masa nito ay nananatiling hindi nagbabago. Nangangahulugan ito na sa bawat kubiko sentimetro ng gas magkakaroon ng higit pang mga molekula, tataas ang density ng gas. Pagkatapos ang bilang ng mga epekto ng molekular sa mga pader ay tataas, i.e., tataas ang presyon ng gas. Ito ay maaaring kumpirmahin sa pamamagitan ng karanasan.

Sa larawan ngunit  ipinapakita ang isang glass tube, ang isang dulo nito ay natatakpan ng isang manipis na film na goma. Ang isang piston ay ipinasok sa tubo. Kapag ang piston ay naatras, ang dami ng hangin sa tubo ay bumababa, i.e., ang gas ay naka-compress. Ang film ng goma ay yumuko palabas, na nagpapahiwatig na ang presyon ng hangin sa tubo ay tumaas.

Sa kabaligtaran, na may pagtaas sa dami ng parehong masa ng gas, ang bilang ng mga molekula sa bawat kubiko sentimetro ay bumababa. Bawasan nito ang bilang ng mga stroke sa mga dingding ng daluyan - magiging mas mababa ang presyon ng gas. Sa katunayan, kapag ang piston ay nakuha mula sa tubo, ang pagtaas ng lakas ng tunog, ang bending sa loob ng daluyan. Ito ay nagpapahiwatig ng pagbaba ng presyon ng hangin sa tubo. Ang parehong mga phenomena ay masusunod kung, sa halip ng hangin, ang anumang iba pang mga gas ay nasa tubo.

Kaya na may pagbaba sa dami ng gas, ang presyon nito ay nagdaragdag, at sa pagtaas ng dami, bumababa ang presyon, sa kondisyon na ang masa at temperatura ng gas ay mananatiling hindi nagbabago.

Ngunit paano magbabago ang presyon ng gas kung pinainit sa isang palaging dami? Ito ay kilala na ang bilis ng mga molekula ng gas sa panahon ng pagtaas ng pagpainit. Ang paglipat ng mas mabilis, ang mga molekula ay pindutin ang mga pader ng daluyan nang mas madalas. Bilang karagdagan, ang bawat hit ng molekula sa dingding ay magiging mas malakas. Bilang isang resulta, ang mga pader ng daluyan ay makakaranas ng mas malaking presyon.

Samakatuwid ang presyon ng gas sa isang saradong sisidlan nang mas malaki, mas mataas ang temperatura ng gassa kondisyon na ang misa ng gas at dami ay hindi nagbabago.

Mula sa mga eksperimentong ito maaari nating tapusin iyon mas mataas ang presyon ng gas, mas madalas at mas malakas ang mga molekula na tumama sa mga dingding ng sisidlan .

Para sa imbakan at transportasyon ng mga gas, mahigpit silang nai-compress. Kasabay nito, ang kanilang presyon ay nagdaragdag, ang mga gas ay dapat na nakapaloob sa mga espesyal, napaka-matibay na mga cylinders. Ang mga naturang silindro, halimbawa, ay naglalaman ng mga naka-compress na hangin sa mga submarines, oxygen na ginagamit sa mga welding metal. Siyempre, dapat nating tandaan magpakailanman na ang mga gas cylinders ay hindi maaaring pinainit, lalo na kapag napuno sila ng gas. Sapagkat, tulad ng naintindihan na natin, ang pagsabog ay maaaring mangyari na may hindi kasiya-siyang bunga.

Batas ni Pascal.

Ang presyur ay ipinapadala sa bawat punto ng likido o gas.

Ang presyon ng piston ay ipinadala sa bawat punto ng likido na pinuno ang bola.

Ngayon ang gas.

Hindi tulad ng mga solido, ang mga indibidwal na layer at maliit na mga particle ng likido at gas ay maaaring malayang ilipat ang kamag-anak sa bawat isa sa lahat ng direksyon. Ito ay sapat na, halimbawa, upang pumutok nang bahagya sa ibabaw ng tubig sa isang baso upang maging sanhi ng paggalaw ng tubig. Ang mga Ripples ay lumilitaw sa ilog o lawa sa pinakamaliit na simoy ng hangin.

Ang kadaliang kumilos ng gas at likidong mga partikulo ay nagpapaliwanag na ang presyon na ipinataw sa kanila ay ipinapadala hindi lamang sa direksyon ng puwersa, kundi sa bawat punto. Isaalang-alang natin nang mas detalyado ang hindi pangkaraniwang bagay na ito.

Sa figure ngunit Ang daluyan kung saan ang gas (o likido) ay nilalaman ay ipinapakita. Ang mga partikulo ay pantay na ipinamamahagi sa buong daluyan. Ang daluyan ay sarado ng isang piston, na maaaring ilipat pataas at pababa.

Ang paglalapat ng ilang puwersa, gagawin namin ang piston na ilipat ang isang maliit na papasok at i-compress ang gas (likido) kaagad sa ibaba nito. Pagkatapos ang mga particle (mga molekula) ay matatagpuan sa lugar na ito nang mas makapal kaysa sa dati (Fig, b). Dahil sa kadaliang kumilos, ang mga partikulo ng gas ay lilipat sa lahat ng direksyon. Bilang resulta nito, ang kanilang pag-aayos ay muling maging pantay, ngunit mas siksik kaysa sa dati (bigas, c). Samakatuwid, ang presyon ng gas ay tataas sa lahat ng dako. Nangangahulugan ito na ang karagdagang presyon ay ipinapadala sa lahat ng mga partikulo ng gas o likido. Kaya, kung ang presyon sa gas (likido) malapit sa piston mismo ay nagdaragdag ng 1 Pa, pagkatapos ay sa lahat ng mga puntos sa loob  ang gas o liquid pressure ay magiging katulad ng dati. Ang presyon sa mga pader ng daluyan, sa ilalim, at sa piston ay tataas ng 1 Pa.

Ang presyon na ginawa ng isang likido o gas ay ipinapadala sa anumang punto nang pantay sa lahat ng mga direksyon .

Ang pahayag na ito ay tinawag batas ni Pascal.

Batay sa batas ni Pascal, ang mga sumusunod na eksperimento ay madaling ipaliwanag.

Ang figure ay nagpapakita ng isang guwang na bola na may maliit na butas sa iba't ibang mga lugar. Ang isang tubo ay nakakabit sa bola, kung saan nakapasok ang isang piston. Kung gumuhit ka ng tubig sa bola at i-slide ang piston sa tubo, pagkatapos ay dumadaloy ang tubig mula sa lahat ng mga butas sa bola. Sa eksperimento na ito, ang piston ay pumindot sa ibabaw ng tubig sa tubo. Ang mga particle ng tubig sa ilalim ng piston, na naka-compress, ay nagpapadala ng presyon nito sa iba pang mga layer na nakahiga nang mas malalim. Kaya, ang presyon ng piston ay ipinadala sa bawat punto ng likido na pinuno ang bola. Bilang isang resulta, ang bahagi ng tubig ay itinulak sa labas ng bola sa anyo ng magkaparehong mga daloy na dumadaloy mula sa lahat ng mga butas.

Kung ang bola ay napuno ng usok, pagkatapos kapag ang piston ay nakapasok sa tubo, ang magkatulad na mga trick ng usok ay magsisimulang lumabas sa lahat ng mga butas sa bola. Kinukumpirma nito iyon at ang mga gas ay nagpapadala ng presyon na ginawa sa kanila sa lahat ng mga direksyon nang pantay.

Presyon sa likido at gas.

Sa ilalim ng impluwensya ng bigat ng likido, ang ibaba ng goma sa tubo ay yumuko.

Ang likido, tulad ng lahat ng mga katawan sa Earth, ay apektado ng grabidad. Samakatuwid, ang bawat layer ng likido na ibinuhos sa daluyan ay lumilikha ng presyur na may bigat nito, na, ayon sa batas ng Pascal, ay ipinadala sa lahat ng direksyon. Samakatuwid, mayroong presyon sa loob ng likido. Makikita ito mula sa karanasan.

Sa isang glass tube, ang ilalim na butas na kung saan ay sakop ng isang manipis na goma film, ibuhos ang tubig. Sa ilalim ng impluwensya ng bigat ng likido, ang ilalim ng tubo ay yumuko.

Ipinakikita ng karanasan na ang mas mataas na haligi ng tubig sa itaas ng film na goma, mas yumuko ito. Ngunit sa bawat oras pagkatapos ng ilalim ng goma ay baluktot, ang tubig sa tubo ay papasok sa balanse (huminto), dahil, bilang karagdagan sa gravity, ang nababanat na puwersa ng nakaunat na goma na film ay kumikilos sa tubig.

Ang mga puwersa na kumikilos sa pelikula ng goma,

pareho sa magkabilang panig.

Guhit.

Ang ibaba ay gumagalaw sa layo ng silindro dahil sa grabidad.

Ibagsak ang tubo gamit ang ilalim ng goma kung saan ibuhos ang tubig sa isa pa, mas malawak na daluyan ng tubig. Makikita natin na habang nagpapababa ang tubo, unti-unting naituwid ang film na goma. Ang buong pagwawasto ng pelikula ay nagpapakita na ang mga puwersa na kumikilos mula sa itaas at sa ibaba ay pantay. Ang buong pagwawasto ng pelikula ay nangyayari kapag ang mga antas ng tubig sa tubo at daluyan ay nag-tutugma.

Ang parehong eksperimento ay maaaring isagawa gamit ang isang tubo kung saan ang isang film na goma ay sumasakop sa butas ng gilid, tulad ng ipinapakita sa figure, a. Isawsaw ang tubo na ito ng tubig sa isa pang daluyan na may tubig, tulad ng ipinapakita sa figure, b. Mapapansin namin na ang pelikula ay diretso muli sa antas ng tubig sa antas ng tubo at daluyan. Nangangahulugan ito na ang mga puwersa na kumikilos sa pelikula ng goma ay pareho sa lahat ng panig.

Kumuha ng isang sisidlan na ang ilalim ay maaaring bumagsak. Itusok ito sa isang garapon ng tubig. Ang ilalim ay mahigpit na pinindot sa gilid ng daluyan at hindi mahuhulog. Ito ay pinindot ng puwersa ng presyon ng tubig, na nakadirekta mula sa ibaba hanggang paitaas.

Maingat naming ibubuhos ang tubig sa daluyan at subaybayan ang ilalim nito. Sa sandaling ang antas ng tubig sa daluyan ay tumutugma sa antas ng tubig sa bangko, mahuhulog ito mula sa daluyan.

Sa sandaling paghihiwalay, ang isang haligi ng likido sa isang sisidlang pinindot mula sa itaas hanggang sa ibaba, at ang presyon mula sa parehong taas ng isang haligi ng likido, ngunit matatagpuan sa isang bangko, ay inilipat mula sa itaas hanggang sa ibaba. Pareho ang mga panggigipit na ito ay pareho, ngunit ang ilalim ay lumilipat palayo sa silindro dahil sa pagkilos ng sariling gravity.

Ang mga eksperimento sa tubig ay inilarawan sa itaas, ngunit kung kumuha ka ng anumang iba pang likido sa halip na tubig, ang mga resulta ng eksperimento ay magiging pareho.

Kaya, ipinapakita ng mga eksperimento may presyon sa loob ng likido, at sa parehong antas na ito ay pareho sa lahat ng mga direksyon. Sa lalim, ang pagtaas ng presyon..

Ang mga gas sa paggalang na ito ay hindi naiiba sa mga likido, dahil mayroon din silang timbang. Ngunit dapat nating tandaan na ang density ng gas ay daan-daang beses na mas mababa kaysa sa density ng likido. Ang bigat ng gas sa daluyan ay maliit, at ang "timbang" na presyon nito sa maraming mga kaso ay maaaring hindi papansinin.

Pagkalkula ng likido presyon sa ilalim at pader ng daluyan.

Pagkalkula ng likido presyon sa ilalim at pader ng daluyan.

Isaalang-alang kung paano mo makalkula ang presyon ng likido sa ilalim at mga pader ng daluyan. Una, malulutas namin ang problema para sa isang daluyan na may hugis ng isang hugis-parihaba na paralelepiped.

Lakas Fna kung saan ang likido na ibinuhos sa daluyong ito ay pumipilit sa ilalim nito ay katumbas ng bigat P  likido sa daluyan. Ang bigat ng isang likido ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pag-alam sa masa nito m. Ang masa, tulad ng alam mo, ay maaaring kalkulahin ng formula: m \u003d ρ. Ang dami ng likidong ibinuhos sa isang daluyan na aming napili ay madaling makalkula. Kung ang taas ng haligi ng likido sa daluyan, italaga ang titik h, at sa ilalim na lugar ng daluyan Spagkatapos V \u003d S.

Mass ng likido m \u003d ρ, o m \u003d ρ .

Timbang ng likido na ito P \u003d gm, o P \u003d g · ρ · S · h.

Dahil ang bigat ng haligi ng likido ay katumbas ng puwersa na kung saan ang likido ay pinindot sa ilalim ng daluyan, pagkatapos ay paghati sa bigat P  sa parisukat Skumuha ng fluid pressure p:

p \u003d P / S, o p \u003d g · ρ · S · h / S,

Nakakuha kami ng isang formula para sa pagkalkula ng presyon ng likido sa ilalim ng daluyan. Ipinapakita ng formula na ito ang presyon ng likido sa ilalim ng daluyan ay nakasalalay lamang sa density at taas ng haligi ng likido.

Samakatuwid, ayon sa nagmula na formula, maaari mong kalkulahin ang presyon ng likido na ibinuhos sa daluyan anumang anyo  (Mahigpit na pagsasalita, ang aming pagkalkula ay angkop lamang para sa mga daluyan na may hugis ng isang direktang prisma at silindro. Sa mga kurso sa pisika para sa instituto ito ay napatunayan na ang formula ay totoo rin para sa isang di-makatwirang daluyan). Bilang karagdagan, maaari rin itong magamit upang makalkula ang presyon sa mga dingding ng sisidlan. Ang presyon sa loob ng likido, kabilang ang presyon mula sa ibaba hanggang, ay kinakalkula din ng pormula na ito, dahil ang presyon sa parehong lalim ay pareho sa lahat ng mga direksyon.

Kapag kinakalkula ang presyon ng formula p \u003d gρh  kailangan density ρ   ipinahayag sa mga kilo bawat metro kubiko (kg / m 3), at ang taas ng haligi ng likido h  - sa mga metro (m) g  \u003d 9.8 N / kg, kung gayon ang presyon ay ipapahayag sa mga pasko (Pa).

Halimbawa. Alamin ang presyon ng langis sa ilalim ng tangke kung ang taas ng haligi ng langis ay 10 m at ang density nito ay 800 kg / m 3.

Sinusulat namin ang kalagayan ng problema at isulat ito.

Naibigay :

ρ \u003d 800 kg / m 3

Solusyon :

p \u003d 9.8 N / kg · 800 kg / m 3 · 10 m ≈ 80 000 Pa ≈ 80 kPa.

Ang sagot : p ≈ 80 kPa.

Nakikipag-usap na mga vessel.

Nakikipag-usap na mga vessel.

Ang figure ay nagpapakita ng dalawang daluyan na magkakaugnay ng isang tube ng goma. Ang ganitong mga vessel ay tinatawag pakikipag-usap. Ang pagtutubig ay maaaring, teapot, palayok ng kape ay mga halimbawa ng pakikipag-usap ng mga sisidlan. Mula sa karanasan alam natin na ang tubig na ibinuhos, halimbawa, sa isang pagtutubig maaari, palaging nakatayo sa parehong antas sa spout at sa loob.

Karaniwan sa amin ang mga barkong nakikipag-usap. Halimbawa, maaari itong maging isang takure, pagtutubig maaari o isang palayok ng kape.

Ang mga ibabaw ng isang homogenous na likido ay naka-install sa parehong antas sa pakikipag-usap ng mga vessel ng anumang hugis.

Magkaiba sa density ng likido.

Sa pamamagitan ng mga barkong nakikipag-usap, maaaring gawin ang sumusunod na simpleng eksperimento. Sa simula ng eksperimento, pinapalakpak namin ang tubo ng goma sa gitna, at ibinuhos ang tubig sa isa sa mga tubo. Pagkatapos ay bubuksan namin ang salansan, at agad na dumadaloy ang tubig sa isa pang tubo hanggang ang mga tubig sa mga parehong tubo ay nasa parehong antas. Maaari mong ayusin ang isa sa mga tubes sa isang tripod, at ang iba pa upang itaas, ibababa o ikiling sa iba't ibang direksyon. At sa kasong ito, sa sandaling kumalma ang likido, ang mga antas nito sa parehong mga tubes ay magkatulad.

Sa pakikipag-usap ng mga vessel ng anumang hugis at cross-section, ang mga ibabaw ng isang homogenous na likido ay naka-install sa parehong antas  (sa kondisyon na ang presyon ng hangin sa itaas ng likido ay pareho) (Fig. 109).

Ito ay maaaring maging katwiran tulad ng mga sumusunod. Ang likido ay nagpapahinga nang hindi lumilipat mula sa isang daluyan patungo sa isa pa. Kaya, ang presyon sa parehong mga vessel sa parehong antas. Ang likido sa parehong mga vessel ay pareho, iyon ay, may parehong density. Samakatuwid, ang mga taas nito ay dapat na pareho. Kapag nagtaas kami ng isang daluyan o nagdaragdag ng likido dito, ang presyon nito ay tumataas at ang likido ay lumilipat sa isa pang sisidlan hanggang sa timbang ang presyon.

Kung ang isang likido ng isang density ay ibuhos sa isa sa mga vessel ng pakikipag-usap, at ng isa pang density sa pangalawa, kung gayon sa balanse ng mga antas ng mga likido na ito ay hindi magkapareho. At naiintindihan iyon. Alam namin na ang presyon ng likido sa ilalim ng daluyan ay direktang proporsyonal sa taas ng haligi at ang density ng likido. At sa kasong ito, ang density ng mga likido ay magkakaiba.

Kung ang mga panggigipit ay pantay, ang taas ng likido na haligi na may mas mataas na density ay magiging mas mababa kaysa sa taas ng haligi ng likido na may mas mababang density (Fig.).

Karanasan. Paano matukoy ang masa ng hangin.

Ang bigat ng hangin. Ang presyon ng Atmosfer.

Ang pagkakaroon ng presyon ng atmospera.

Ang presyur ng atmospera ay mas malaki kaysa sa presyon ng hindi pangkaraniwang hangin sa daluyan.

Ang gravity ay kumikilos sa hangin, gayundin sa anumang katawan na matatagpuan sa Earth, at, samakatuwid, ang hangin ay may timbang. Ang bigat ng hangin ay madaling makalkula, alam ang masa nito.

Ipapakita namin sa karanasan kung paano makalkula ang masa ng hangin. Upang gawin ito, kailangan mong kumuha ng isang matibay na baso ng baso na may isang stopper at isang goma tube na may isang salansan. Nag-pump kami ng hangin sa labas nito ng isang bomba, pisilin ang tubo na may isang salansan at balansehin ito sa balanse. Pagkatapos, ang pagbubukas ng salansan sa tube ng goma, hayaan ang hangin. Ang balanse ng balanse ay lalabag. Upang maibalik ito, ang mga timbang ay kailangang ilagay sa isa pang pan panimbang, ang masa kung saan ay magiging katumbas ng masa ng hangin sa dami ng bola.

Itinatag ng mga eksperimento na sa temperatura ng 0 ° C at normal na presyon ng atmospera, ang mass ng hangin na 1 m 3 ay 1.29 kg. Ang bigat ng hangin na ito ay madaling makalkula:

P \u003d gm, P \u003d 9.8 N / kg 1.29 kg ≈ 13 N.

Tinawag ang air sobre na nakapaligid sa Earth ang kapaligiran   (mula sa Greek kapaligiran  - singaw, hangin, at saklaw  - bola).

Ang kapaligiran, tulad ng mga obserbasyon sa paglipad ng mga artipisyal na satellite ng satellite, ay umaabot sa isang taas ng ilang libong kilometro.

Dahil sa grabidad, ang itaas na kapaligiran, tulad ng tubig sa karagatan, ay pumipilit sa mas mababang mga layer. Ang layer ng hangin na katabi ng Daigdig ay pinaka-compress at, ayon sa batas ng Pascal, ang paglilipat ng presyon ay inilapat sa lahat ng direksyon.

Bilang resulta nito, ang ibabaw ng lupa at ang mga katawan na matatagpuan dito ay nakakaranas ng presyon ng buong kapal ng hangin, o, tulad ng karaniwang sinasabi sa mga ganitong kaso, karanasan presyon ng atmospera .

Ang pagkakaroon ng presyon ng atmospheric ay maaaring ipaliwanag ang marami sa mga phenomena na nakatagpo natin sa buhay. Isaalang-alang natin ang ilan sa kanila.

Ang figure ay nagpapakita ng isang glass tube, sa loob kung saan mayroong isang piston na umaangkop sa snugly laban sa mga dingding ng tubo. Ang dulo ng tubo ay binabaan. Kung itinaas mo ang piston, pagkatapos ay tataas din ang tubig sa likod nito.

Ang kababalaghang ito ay ginagamit sa mga bomba ng tubig at ilang iba pang mga aparato.

Ang figure ay nagpapakita ng isang cylindrical vessel. Ito ay sarado ng isang stopper, kung saan ipinasok ang isang tubo na may isang gripo. Ang hangin ay pumped sa labas ng daluyan sa pamamagitan ng isang bomba. Pagkatapos ang dulo ng tubo ay inilalagay sa tubig. Kung binuksan mo na ngayon ang gripo, kung gayon ang bukal ng tubig ay sasabog sa loob ng daluyan. Ang tubig ay pumapasok sa daluyan dahil ang presyon ng atmospera ay mas malaki kaysa sa presyon ng rarefied air sa daluyan.

Bakit may isang air shell ng Earth.

Tulad ng lahat ng katawan, ang mga molekula ng gas na bumubuo sa air sobre ng Earth ay nakakaakit sa Earth.

Ngunit bakit pagkatapos silang lahat ay hindi mahuhulog sa ibabaw ng Lupa? Paano ang air sobre ng Earth, ang kapaligiran nito? Upang maunawaan ito, dapat isaalang-alang ng isa na ang mga molekula ng gas ay nasa isang tuluy-tuloy at random na paggalaw. Ngunit pagkatapos ay may isa pang tanong na lumitaw: bakit ang mga molekulang ito ay hindi lumilipad sa espasyo sa mundo, iyon ay, sa espasyo.

Upang ganap na iwanan ang Earth, ang isang molekula, tulad ng isang sasakyang pangalangaang o isang rocket, ay dapat magkaroon ng napakataas na bilis (hindi bababa sa 11.2 km / s). Ito ang tinatawag na pangalawang bilis ng puwang. Ang bilis ng karamihan sa mga molekula ng air sobre ng Earth ay mas mababa kaysa sa bilis ng cosmic na ito. Samakatuwid, ang karamihan sa mga ito ay nakatali sa Earth sa pamamagitan ng grabidad, isang negligible na bilang ng mga molekula na lumipad mula sa Earth sa kalawakan.

Ang random na paggalaw ng mga molekula at ang pagkilos ng grabidad sa mga ito ay nagreresulta sa mga molekulang gas na lumulubog sa kalawakan malapit sa Lupa, na bumubuo ng isang air shell, o sa kapaligiran na alam natin.

Ipinapakita ng mga pagsukat na ang density ng hangin ay bumababa nang mabilis na may taas. Kaya, sa isang taas na 5.5 km sa itaas ng Earth, ang density ng hangin ay 2 beses na mas mababa kaysa sa density nito sa ibabaw ng Earth, sa isang taas na 11 km - 4 na beses na mas kaunti, at iba pa.Ang mas mataas, ang payat sa hangin. At sa wakas, sa pinakamataas na mga layer (daan-daang at libu-libong mga kilometro sa itaas ng Lupa), ang kapaligiran ay unti-unting lumiliko sa puwang na walang hangin. Ang air sobre ng Earth ay walang malinaw na hangganan.

Mahigpit na pagsasalita, dahil sa pagkilos ng grabidad, ang density ng gas sa anumang saradong sisidlan ay hindi pareho sa buong dami ng daluyan. Sa ilalim ng daluyan, ang density ng gas ay mas malaki kaysa sa mga itaas na bahagi nito, samakatuwid, ang presyon sa daluyan ay hindi pareho. Sa ilalim ng daluyan ito ay mas malaki kaysa sa itaas. Gayunpaman, para sa gas na nakapaloob sa daluyan, ang pagkakaiba-iba sa density at presyon ay napakaliit na sa maraming mga kaso maaari itong ganap na hindi papansinin, alamin lamang tungkol dito. Ngunit para sa isang kapaligiran na umaabot ng higit sa libong kilometro, ang pagkakaiba na ito ay makabuluhan.

Pagsukat ng presyon ng atmospera. Ang karanasan ni Torricelli.

Ang presyon ng atmospera ay hindi maaaring kalkulahin gamit ang pormula para sa pagkalkula ng presyon ng isang haligi ng likido (§ 38). Para sa pagkalkula na ito, kailangan mong malaman ang taas ng kapaligiran at kapal ng hangin. Ngunit ang kapaligiran ay walang tiyak na hangganan, at ang density ng hangin sa iba't ibang taas. Gayunpaman, ang presyon ng atmospera ay maaaring masukat gamit ang karanasan na iminungkahi sa ika-17 siglo ng mga siyentipiko ng Italya Evangelista torricelli , isang mag-aaral ng Galileo.

Ang eksperimento ni Torricelli ay ang mga sumusunod: isang glass tube na mga 1 m ang haba, na tinatakan sa isang dulo, napupuno ng mercury. Pagkatapos, mahigpit na isinasara ang pangalawang dulo ng tubo, ito ay nakabukas at ibinaba sa isang tasa na may mercury, kung saan ang dulo ng tubo na ito ay binuksan sa ilalim ng antas ng mercury. Tulad ng sa anumang eksperimento na may likido, ang bahagi ng mercury ay ibinuhos sa tasa, habang ang bahagi nito ay nananatili sa tubo. Ang taas ng haligi ng mercury na natitira sa tubo ay humigit-kumulang na 760 mm. Walang hangin sa itaas ng mercury sa loob ng tubo, mayroong isang walang hangin na puwang, kaya't walang gas na pinipilit ang haligi ng mercury sa loob ng tubo at hindi nakakaapekto sa mga sukat.

Si Torricelli, na nagmungkahi ng karanasan na inilarawan sa itaas, ay nagbigay ng kanyang paliwanag. Ang kapaligiran ay pumindot sa ibabaw ng mercury sa tasa. Ang mercury ay nasa balanse. Kaya ang presyon sa tubo ay nasa aa1 (tingnan ang fig.) Ay katumbas ng presyon ng atmospera. Kapag nagbago ang presyon ng atmospera, nagbabago rin ang taas ng haligi ng mercury sa tubo. Sa pagtaas ng presyon, ang haligi ay tumatagal. Sa pagbaba ng presyon - ang haligi ng mercury ay bumababa sa taas nito.

Ang presyon sa tubo sa antas ng aa1 ay nilikha ng bigat ng haligi ng mercury sa tubo, dahil walang hangin sa itaas na bahagi ng tubo sa itaas ng mercury. Sumusunod iyon ang presyon ng atmospera ay katumbas ng presyon ng haligi ng mercury sa tubo i.e.

p  atm \u003d p  mercury.

Ang mas mataas na presyon ng atmospera, mas mataas ang haligi ng mercury sa eksperimento sa Torricelli. Samakatuwid, sa pagsasagawa, ang presyon ng atmospera ay maaaring masukat sa taas ng haligi ng mercury (sa milimetro o sentimetro). Kung, halimbawa, ang presyon ng atmospera ay 780 mm Hg. Art. (sinasabi nila "milimetro ng mercury"), nangangahulugan ito na ang hangin ay gumagawa ng parehong presyon bilang isang patayong haligi ng mercury na may taas na 780 mm.

Samakatuwid, sa kasong ito, ang 1 milimetro ng mercury (1 mmHg) ay kinuha bilang yunit ng pagsukat ng presyon ng atmospera. Hanapin ang ratio sa pagitan ng yunit na ito at ang yunit na alam natin - pascal  (Pa).

Ang presyon ng isang haligi ng mercury ρ ng mercury 1 mm mataas ay:

p = g ρ, p  \u003d 9.8 N / kg · 13 600 kg / m 3 · 0.001 m ≈ 133.3 Pa.

Kaya, 1 mmHg. Art. \u003d 133.3 Pa.

Sa kasalukuyan, ang presyon ng atmospera ay karaniwang sinusukat sa mga hectopascals (1 hPa \u003d 100 Pa). Halimbawa, sa mga ulat ng panahon maaari itong ipahayag na ang presyon ay 1013 hPa, na kung saan ay kapareho ng 760 mmHg. Art.

Sinusubaybayan araw-araw ang taas ng haligi ng mercury sa tubo, natagpuan ni Torricelli na nagbabago ang altitude na ito, iyon ay, ang presyon ng atmospera ay hindi matatag, maaari itong dagdagan at bawasan. Nabanggit din ni Torricelli na ang presyur ng atmospera ay nauugnay sa mga pagbabago sa panahon.

Kung ilakip mo ang isang vertical scale sa mercury tube na ginamit sa eksperimento sa Torricelli, nakakakuha ka ng pinakasimpleng aparato - mercury barometer   (mula sa Greek baros  - kalubhaan metreo  - sukatin). Naghahain ito upang masukat ang presyon ng atmospera.

Ang barometer ay isang aneroid.

Sa pagsasagawa, tinawag ang isang metal barometer aneroid   (isinalin mula sa Greek - walang likido) Ito ang tinatawag na barometer dahil hindi ito naglalaman ng mercury.

Ang hitsura ng aneroid ay ipinapakita sa figure. Ang pangunahing bahagi nito ay isang metal box 1 na may isang kulot (corrugated) na ibabaw (tingnan ang iba pang mga igos.) Ang hangin ay pumped sa labas ng kahon na ito, at upang ang presyur ng atmospera ay hindi crush ang kahon, ang takip nito 2 ay nakuha nang paitaas sa isang tagsibol. Sa pagtaas ng presyon ng atmospera, ang takip ay yumuko at hinila ang tagsibol. Kapag bumababa ang presyur, itinutuwid ng tagsibol ang takip. Ang isang pointer arrow 4 ay nakadikit sa tagsibol gamit ang isang mekanismo ng paghahatid 3, na gumagalaw sa kanan o kaliwa kapag nagbabago ang presyon. Ang isang scale ay pinalakas sa ilalim ng arrow, ang mga dibisyon kung saan ay naka-plot ayon sa patotoo ng isang mercury barometer. Kaya, ang bilang na 750, na kung saan ang arrow ng aneroid ay nakatayo (tingnan. Fig.), Ipinapakita na sa sandaling ito sa mercury barometer ang taas ng haligi ng mercury ay 750 mm.

Samakatuwid, ang presyon ng atmospera ay 750 mm RT. Art. o ≈ 1000 hPa.

Napakahalaga ng halaga ng presyon ng atmospheric para sa paghuhula ng panahon sa mga darating na araw, dahil ang pagbabago sa presyon ng atmospera ay nauugnay sa isang pagbabago sa panahon. Ang isang barometer ay isang kinakailangang instrumento para sa mga obserbasyon ng meteorological.

Atmospheric pressure sa iba't ibang taas.

Sa isang likido, ang presyon, tulad ng alam natin, ay depende sa density ng likido at ang taas ng haligi nito. Dahil sa mababang compressibility, ang density ng likido sa iba't ibang kalaliman ay halos pareho. Samakatuwid, ang pagkalkula ng presyon, isinasaalang-alang namin ang pare-pareho ng density nito at isinasaalang-alang lamang ang pagbabago sa taas.

Ang sitwasyon ay mas kumplikado sa mga gas. Ang mga gas ay lubos na nakaka-compress. At ang mas malakas na gas ay naka-compress, mas malaki ang density nito, at mas malaki ang presyon na ginagawa nito. Pagkatapos ng lahat, ang presyon ng gas ay nilikha ng epekto ng mga molekula nito sa ibabaw ng katawan.

Ang mga layer ng hangin na malapit sa ibabaw ng Earth ay na-compress ng lahat ng mga overlying layer ng hangin sa itaas ng mga ito. Ngunit ang mas mataas na layer ng hangin mula sa ibabaw, mas mahina ito ay na-compress, mas mababa ang density nito. Dahil dito, ang mas kaunting presyon na ginagawa niya. Kung, halimbawa, ang isang lobo ay tumataas sa ibabaw ng Lupa, kung gayon ang presyon ng hangin sa lobo ay nagiging mas kaunti. Nangyayari ito hindi lamang dahil ang taas ng haligi ng hangin sa itaas nito ay bumababa, ngunit din dahil bumababa ang density ng hangin. Sa itaas ito ay mas maliit kaysa sa ibaba. Samakatuwid, ang pag-asa ng presyon ng hangin sa taas ay mas kumplikado kaysa likido.

Ipinapakita ng mga obserbasyon na ang presyon ng atmospera sa mga lugar na nasa antas ng dagat ay, sa average, 760 mm Hg. Art.

Ang presyur ng atmospera na katumbas ng presyon ng isang haligi ng mercury na may taas na 760 mm sa temperatura ng 0 ° C ay tinatawag na normal na presyon ng atmospera.

Normal na presyon ng atmospera  katumbas ng 101 300 Pa \u003d 1013 hPa.

Ang mas mataas na taas, mas mababa ang presyon.

Sa maliit na pagtaas, sa average, para sa bawat 12 m ng pagtaas ng presyon ay bumababa ng 1 mm Hg. Art. (o 1.33 hPa).

Alam ang pag-asa ng presyon sa taas, posible na matukoy ang taas sa itaas ng taas ng barometer. Ang mga aneroid na may sukat kung saan maaari mong direktang sukatin ang taas ay tinatawag na altimeter . Ginagamit ang mga ito sa aviation at kapag ang pag-akyat ng mga bundok.

Manometer.

Alam na natin na ang mga barometro ay ginagamit upang masukat ang presyon ng atmospera. Upang masukat ang mga presyur na mas mataas o mas mababa kaysa sa atmospheric, ginamit manometer   (mula sa Greek manos  - bihirang, maluwag metreo  - sukatin). Mga panukat ng presyon likido  at metal.

Isaalang-alang muna natin ang aparato at pagkilos buksan ang likidong manometro. Binubuo ito ng isang dalawang tubo ng baso ng tuhod kung saan ibubuhos ang ilang likido. Ang likido ay naka-install sa parehong mga tuhod sa parehong antas, dahil tanging ang presyon ng atmospera ay kumikilos sa ibabaw nito sa mga tuhod ng daluyan.

Upang maunawaan kung paano gumagana ang tulad ng isang pressure gauge, maaari itong konektado sa isang goma tube sa isang bilog na kahon ng flat, isang gilid na kung saan ay mahigpit na may isang goma film. Kung pinindot mo ang pelikula gamit ang iyong daliri, ang antas ng likido sa siko ng manometer na konektado sa kahon ay bababa, at sa iba pang siko ito ay tataas. Ano ang dahilan nito?

Ang pagpindot sa pelikula ay nagdaragdag ng presyon ng hangin sa kahon. Ayon sa batas ni Pascal, ang pagtaas ng presyon na ito ay ipinapadala din sa likido sa siko ng pressure gauge na nakadikit sa kahon. Samakatuwid, ang presyon sa likido sa tuhod na ito ay magiging mas malaki kaysa sa iba pa, kung saan lamang ang presyon ng atmospera ay kumikilos sa likido. Sa ilalim ng pagkilos ng puwersa ng labis na presyur na ito, ang likido ay magsisimulang ilipat. Sa isang tuhod na may naka-compress na hangin, ang likido ay bumababa; sa iba pa, babangon ito. Ang likido ay darating sa balanse (huminto) kapag ang labis na presyon ng naka-compress na hangin ay balanse sa pamamagitan ng presyon na gumagawa ng labis na haligi ng likido sa iba pang siko ng presyon ng sukat.

Ang mas malakas na presyon sa pelikula, mas mataas ang labis na haligi ng likido, mas malaki ang presyon nito. Samakatuwid ang mga pagbabago sa presyon ay maaaring hatulan sa taas ng labis na haligi na ito.

Ipinapakita ng figure kung paano maaaring masukat ng tulad ng isang manometer ang presyon sa loob ng likido. Ang mas malalim na tubo ay nalubog sa likido, mas malaki ang pagkakaiba sa taas ng likidong mga haligi sa mga siko ng manometer ay nagiging, samakatuwid, at mas maraming presyon ang gumagawa ng likido.

Kung na-install mo ang kahon ng aparato sa ilang lalim sa loob ng likido at i-on ito sa pelikula, pataas at pababa, kung gayon ang presyon ng sukat ay hindi magbabago. Dapat ito ay, sapagkat sa parehong antas sa loob ng likido, ang presyon ay pareho sa lahat ng mga direksyon.

Ipinapakita ng figure metal na sukat ng presyon . Ang pangunahing bahagi ng tulad ng isang manometer ay isang metal pipe na baluktot sa isang pipe 1 isang dulo ng kung saan ay sarado. Ang iba pang mga dulo ng tubo na may isang gripo 4   nakikipag-usap sa daluyan kung saan sinusukat ang presyon. Sa pagtaas ng presyur, ang tubo ay yumuko. Ang paggalaw ng sarado nitong pagtatapos ng isang pingga 5   at cogs 3   ipinasa sa arrow 2 paglipat ng malapit sa laki ng aparato. Sa pagbaba ng presyur, ang tubo, dahil sa pagkalastiko nito, ay bumalik sa dati nitong posisyon, at ang arrow ay bumalik sa division ng zero scale.

Piston fluid pump.

Sa eksperimento na sinuri namin nang mas maaga (§ 40), natagpuan na ang tubig sa isang baso na tubo sa ilalim ng presyon ng atmospera ay bumangon sa likod ng piston. Ito ang batayan ng pagkilos piston  mga bomba.

Ang bomba ay ipinakita sa eskematiko sa pigura. Binubuo ito ng isang silindro, sa loob ng kung saan pataas at pababa, snug laban sa mga pader ng daluyan, ang piston 1 . Sa ilalim ng silindro at sa piston mismo, naka-install ang mga balbula. 2 pagbubukas lamang. Kapag ang piston ay gumagalaw paitaas, ang tubig sa ilalim ng presyon ng atmospheric ay pumapasok sa pipe, itinaas ang ilalim na balbula at gumagalaw sa likod ng piston.

Kapag gumagalaw ang piston, ang tubig sa ilalim ng piston ay pumindot sa ilalim na balbula at magsasara ito. Kasabay nito, sa ilalim ng presyon ng tubig, ang balbula sa loob ng piston ay bubukas at ang tubig ay pumasa sa puwang sa itaas ng piston. Sa susunod na ang piston ay gumagalaw paitaas, ang tubig sa itaas ay tumataas sa lugar kasama nito, na ibinubuhos sa pipe ng outlet. Kasabay nito, ang isang bagong bahagi ng tubig ay tumataas sa likod ng piston, na, sa kasunod na pagbaba ng piston, ay nasa itaas nito, at ang buong pamamaraan na ito ay paulit-ulit na paulit-ulit habang ang pump ay gumagana.

Hydraulic press.

Pinapayagan ka ng Batas ng Pascal na maipaliwanag ang pagkilos haydroliko machine   (mula sa Greek hydravlycos  - tubig). Ito ang mga makina na ang operasyon ay batay sa mga batas ng paggalaw at balanse ng likido.

Ang pangunahing bahagi ng haydroliko machine ay dalawang mga cylinders ng iba't ibang mga diameters, nilagyan ng mga piston at isang koneksyon tube. Ang puwang sa ilalim ng mga piston at tubo ay puno ng likido (karaniwang mineral na langis). Ang mga taas ng likidong mga haligi sa parehong mga cylinder ay pareho hanggang ang mga puwersa ay kumikilos sa mga piston.

Ipagpalagay na ang mga puwersa F  1 at F  2 - ang mga puwersa na kumikilos sa mga piston, S  1 at S 2 - ang lugar ng mga piston. Ang presyon sa ilalim ng una (maliit) na piston p 1 = F 1 / S  1, at sa ilalim ng pangalawa (malaki) p 2 = F 2 / S  2. Ayon sa batas ni Pascal, ang presyon sa pamamahinga ay pantay na ipinapadala sa lahat ng mga direksyon, i.e. p 1 = p  2 o F 1 / S 1 = F 2 / S  2, mula sa:

F 2 / F 1 = S 2 / S 1 .

Samakatuwid ang kapangyarihan F 2 maraming beses na higit na kapangyarihan F 1 , kung gaano karaming beses ang lugar ng isang malaking piston ay mas malaki kaysa sa lugar ng isang maliit na piston. Halimbawa, kung ang lugar ng isang malaking piston ay 500 cm 2, at ang isang maliit na piston ay 5 cm 2, at isang puwersa ng 100 N kumilos sa isang maliit na piston, kung gayon ang isang puwersa na 100 beses na mas malaki, iyon ay, 10,000 N., ay kumilos sa isang mas malaking piston.

Kaya, sa tulong ng isang haydroliko machine, posible na balansehin ang isang mas malaking puwersa na may isang maliit na puwersa.

Saloobin F 1 / F  2 ay nagpapakita ng isang pakinabang sa lakas. Halimbawa, sa halimbawa sa itaas, ang pagkakaroon ng lakas ay 10,000 N / 100 N \u003d 100.

Tinawag ang hydraulic machine na ginagamit para sa pagpindot (pisilin) haydroliko pindutin .

Ginagamit ang mga hydraulic press kung saan kinakailangan ang malaking lakas. Halimbawa, para sa pagpiga ng langis mula sa mga buto sa mga mill mill ng langis, para sa pagpindot ng playwud, karton, hay. Sa mga metalurhiko na halaman, ang mga haydroliko na pagpindot ay ginagamit upang gumawa ng mga shaft ng bakal ng mga makina, gulong ng tren, at maraming iba pang mga produkto. Ang mga modernong hydraulic press ay maaaring bumuo ng sampu-sampung daan-daang milyong mga newtons.

Ang hydraulic press na aparato ay ipinakita sa eskematiko sa pigura. Ang pinindot na katawan 1 (A) ay inilalagay sa isang platform na konektado sa isang malaking piston 2 (B). Ang maliit na piston 3 (D) ay lumilikha ng maraming presyon sa likido. Ang presyur na ito ay inililipat sa bawat punto ng likido na pinupuno ang mga cylinders. Samakatuwid, ang parehong presyon ay kumikilos sa pangalawa, malaking piston. Ngunit dahil ang lugar ng 2nd (malaki) na piston ay mas malaki kaysa sa lugar ng maliit, ang puwersa na kumikilos sa ito ay magiging mas malaki kaysa sa puwersa na kumikilos sa piston 3 (D). Sa ilalim ng impluwensya ng puwersa na ito, tataas ang piston 2 (B). Habang tumataas ang piston 2 (B), ang katawan (A) ay nanatili laban sa nakapirming itaas na platform at mga kontrata. Gamit ang isang pressure gauge 4 (M), sinusukat ang presyon ng likido. Ang balbula ng kaligtasan 5 (P) ay awtomatikong magbubukas kapag ang presyon ng likido ay lumampas sa pinapayagan na halaga.

Mula sa isang maliit na silindro hanggang sa isang malaking likido ay pumped sa pamamagitan ng paulit-ulit na paggalaw ng maliit na piston 3 (D). Ginagawa ito bilang mga sumusunod. Kapag ang maliit na piston (D) ay nakataas, ang balbula 6 (K) ay nagbubukas at ang likido ay sinipsip sa puwang sa ilalim ng piston. Kapag ibinaba ang maliit na piston sa ilalim ng pagkilos ng presyon ng likido, ang balbula 6 (K) ay nagsasara, at ang balbula 7 (K ") ay magbubukas, at ang likido ay ipinapasa sa isang malaking sisidlan.

Ang epekto ng tubig at gas sa katawan ay nalubog sa kanila.

Sa ilalim ng tubig, madali nating maiangat ang isang bato, na bahagya na bumangon sa hangin. Kung inilagay mo ang tapon sa ilalim ng tubig at hayaang lumabas mula sa iyong mga kamay, mag-pop up ito. Paano maipaliwanag ang mga kababalaghan na ito?

Alam namin (§ 38) na ang likido ay pumipilit sa ilalim at mga pader ng isang sisidlan. At kung ang ilang solid ay inilalagay sa loob ng likido, pagkatapos ay mapapailalim din ito sa presyon, tulad ng mga dingding ng daluyan.

Isaalang-alang ang mga puwersa na kumikilos mula sa gilid ng likido sa katawan na nakalubog dito. Upang gawing mas madali ang pangangatuwiran, pipiliin namin ang isang katawan na may hugis ng isang parallelepiped na may mga base na kahanay sa ibabaw ng likido (Fig.). Ang mga puwersa na kumikilos sa mga susunod na panig ng katawan ay pantay-pantay sa mga pares at balansehin ang bawat isa. Sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersang ito, ang mga kontrata sa katawan. Ngunit ang mga puwersa na kumikilos sa itaas at mas mababang mga mukha ng katawan ay hindi pareho. Ang mga pagpindot sa tuktok na mukha mula sa itaas sa pamamagitan ng lakas F  1 haligi ng likido na mataas h  1. Sa antas ng mas mababang mukha, ang presyur ay gumagawa ng isang haligi ng likido na may taas h  2. Ang presyur na ito, tulad ng alam natin (§ 37), ay ipinadala sa loob ng likido sa lahat ng mga direksyon. Samakatuwid, sa ibabang mukha ng katawan mula sa ibaba hanggang sa lakas F  2 pinindot ang isang haligi ng mataas na likido h  2. Ngunit h  2 pa h  1, samakatuwid, ang modulus ng lakas F  2 pang power module F  1. Samakatuwid, ang katawan ay pinatalsik mula sa likido na may lakas F  out pantay sa pagkakaiba-iba ng mga puwersa F 2 - F  1, i.e.

Ngunit ang S · h \u003d V, kung saan ang V ay ang dami ng kahanay, at ang ρ W · V \u003d m w ay ang masa ng likido sa dami ng kahanay na linya. Samakatuwid

F out \u003d g · m W \u003d P W,

i.e. ang kahinahunan ay katumbas ng bigat ng likido sa dami ng katawan na nakalubog sa loob nito  (ang lakas ng lakas ay katumbas ng bigat ng isang likido ng parehong dami ng bilang ng dami ng isang katawan na nakalubog sa loob nito).

Ang pagkakaroon ng isang puwersa na nagtulak sa isang katawan sa labas ng isang likido ay madaling makita mula sa karanasan.

Sa larawan ngunit  ay naglalarawan ng isang katawan na nasuspinde mula sa isang tagsibol na may isang arrow-pointer sa dulo. Ang arrow ay minarkahan ang pagpapalawak ng tagsibol sa isang tripod. Kapag ang katawan ay pinakawalan sa tubig, ang mga tagsibol sa tagsibol (Fig., b) Ang parehong pagbawas sa tagsibol ay magaganap kung kumilos ka sa katawan mula sa ibaba hanggang sa ilang lakas, halimbawa, pindutin gamit ang iyong kamay (pag-angat).

Samakatuwid, kinukumpirma ng karanasan iyon ang isang katawan sa isang likido ay apektado ng isang puwersa na itinutulak ang katawan na iyon sa likido.

Sa mga gas, tulad ng alam natin, ang batas ng Pascal ay nalalapat din. Samakatuwid ang mga katawan sa isang gas ay apektado ng isang puwersa na itinulak sa kanila mula sa gas. Sa ilalim ng impluwensya ng puwersa na ito, tumataas ang mga lobo. Ang pagkakaroon ng isang puwersa na nagtulak sa isang katawan sa labas ng isang gas ay maaari ring sundin sa eksperimento.

Mag-hang kami ng isang baso na bola o isang malaking flask na sarado ng isang tapon sa isang pinaikling pan na may panimbang. Balanse ang balanse. Pagkatapos ay ang isang malawak na daluyan ay inilalagay sa ilalim ng flask (o bola) upang pumaligid ito sa buong prasko. Ang daluyan ay napuno ng carbon dioxide, na ang density ay mas malaki kaysa sa density ng hangin (samakatuwid, bumaba ang carbon dioxide at pinupunan ang sisidlan, inilipat ang hangin mula dito). Sa kasong ito, ang balanseng balanse ay nabalisa. Ang isang tasa na may isang nasuspindahang prasko ay tumataas (Fig.). Ang isang flask na nakalubog sa carbon dioxide ay may mas malaking lakas ng lakas kaysa sa kung saan kumikilos ito sa hangin.

Ang puwersa na itinulak ang katawan sa isang likido o gas ay nakadirekta sa tapat ng puwersa ng grabidad na inilalapat sa katawan na iyon.

Samakatuwid, ang pagpapahayag). Ipinapaliwanag nito kung bakit sa tubig ay madali nating nakataas ang mga katawan na bahagya nating hinahawakan.

Ang isang maliit na balde at isang cylindrical na katawan ay nasuspinde mula sa tagsibol (Fig., A). Ang arrow sa tripod ay nagpapahiwatig ng pag-igting sa tagsibol. Ipinapakita nito ang bigat ng katawan sa hangin. Ang pagpapataas ng katawan, isang daluyan ng paghahagis na puno ng likido sa antas ng casting tube ay nahalili sa ilalim nito. Pagkatapos nito, ang katawan ay ganap na nalubog sa likido (Fig., B). Kasabay nito bahagi ng likido, ang dami ng kung saan ay katumbas ng dami ng katawan, pinalabas  mula sa isang casting vessel sa isang baso. Ang mga kontrata sa tagsibol at ang pointer ng tagsibol ay tumataas, na nagpapahiwatig ng pagbaba ng timbang ng katawan sa likido. Sa kasong ito, bilang karagdagan sa grabidad, ang isa pang puwersa ay kumikilos sa katawan, na tinutulak ito mula sa likido. Kung ang likido ay ibinubuhos mula sa baso sa itaas na balde (i.e. ang isa na inilipat ng katawan), pagkatapos ay ang punong tagapagpayo ng tagsibol ay babalik sa paunang posisyon nito (Fig. C).

Batay sa karanasang ito, maaari nating tapusin iyon ang puwersa na nagtulak sa isang katawan na lubusang nalubog sa isang likido ay katumbas ng bigat ng likido sa dami ng katawan na ito . Nakarating kami sa parehong konklusyon sa § 48.

Kung ang isang katulad na eksperimento ay ginawa sa isang katawan na nalubog sa ilang uri ng gas, pagkatapos ay ipapakita iyon ang puwersa na itulak ang katawan sa labas ng gas ay katumbas din ng bigat ng gas na nakuha sa dami ng katawan .

Ang puwersa na nagtutulak sa katawan sa isang likido o gas ay tinatawag lakas ng Archimedeanbilang karangalan ng siyentipiko Archimedes   na unang itinuro ang pagkakaroon nito at kinakalkula ang halaga nito.

Kaya, kinumpirma ng karanasan na ang puwersa ng Archimedean (o buoyant) ay katumbas ng bigat ng likido sa dami ng katawan, i.e. F  A \u003d P  x \u003d g m g. Ang masa ng likido m w inilipat ng katawan ay maaaring ipahiwatig sa mga tuntunin ng density nito and w at ang dami ng katawan V t ay nalubog sa likido (dahil V w - ang dami ng likidong inilipat ng katawan ay V t - ang dami ng katawan na nalubog sa likido), i.e. m W \u003d ρ W · V t. Pagkatapos makuha natin:

F  A \u003d g ρ  f V  t

Dahil dito, ang puwersa ng Archimedean ay nakasalalay sa density ng likido kung saan ang katawan ay nahuhulog, at sa dami ng katawan na ito. Ngunit hindi ito nakasalalay, halimbawa, sa density ng sangkap ng katawan na nahuhulog sa likido, dahil ang halagang ito ay hindi kasama sa nakuha na formula.

Natutukoy namin ngayon ang bigat ng isang katawan na nalubog sa isang likido (o gas). Dahil ang dalawang puwersa na kumikilos sa katawan sa kasong ito ay nakadirekta sa kabaligtaran ng direksyon (gravity down, at Archimedean lakas up), ang bigat ng katawan sa likidong P 1 ay magiging mas mababa sa bigat ng katawan sa vacuum P \u003d gm  Lakas ng Archimedean F  A \u003d g m  w (saan m  g - masa ng likido o gas na inilipat ng katawan).

Sa ganitong paraan kung ang katawan ay nalubog sa isang likido o gas, pagkatapos ay nawawala ito sa timbang nito hangga't ang likido o gas na inilipat sa pamamagitan nito.

Halimbawa. Alamin ang lakas ng lakas na kumikilos sa isang bato na may dami na 1.6 m 3 sa tubig sa dagat.

Sinusulat namin ang kondisyon ng problema at lutasin ito.

Kung ang katawan ng pop-up ay umabot sa ibabaw ng likido, pagkatapos ay sa karagdagang paitaas na paggalaw nito ay bababa ang puwersa ng Archimedean. Bakit? Ngunit dahil ang dami ng bahagi ng katawan na nakalubog sa likido ay bababa, at ang puwersa ng Archimedean ay katumbas ng bigat ng likido sa dami ng bahagi ng katawan na nalubog sa loob nito.

Kapag ang puwersa ng Archimedean ay nagiging katumbas ng puwersa ng grabidad, ang katawan ay titigil at lumulutang sa ibabaw ng likido, na bahagyang nakalubog dito.

Ang nagresultang konklusyon ay madaling mapatunayan sa karanasan.

Ibuhos ang tubig sa daluyan ng paghahagis sa antas ng casting tube. Pagkatapos nito, ibabad namin ang lumulutang na katawan sa daluyan, pagkatapos timbangin ito sa hangin. Ang pagkakaroon ng bumaba sa tubig, ang katawan ay inilipat ang isang dami ng tubig na katumbas ng dami ng bahagi ng katawan na nalubog sa loob nito. Matapos timbangin ang tubig na ito, nalaman namin na ang bigat nito (ang lakas ng Archimedean) ay katumbas ng puwersa ng grabidad na kumikilos sa lumulutang na katawan, o ang bigat ng katawan na ito sa hangin.

Ang pagkakaroon ng parehong mga eksperimento sa anumang iba pang mga katawan na lumulutang sa iba't ibang mga likido - sa tubig, alkohol, solusyon sa asin, maaari nating tiyakin na kung ang isang katawan ay lumulutang sa isang likido, kung gayon ang bigat ng likido na inilipat ng ito ay katumbas ng bigat ng katawan na ito sa hangin.

Madali itong patunayan iyon kung ang density ng isang solidong solid ay mas malaki kaysa sa density ng isang likido, kung gayon ang katawan ay lumulubog sa tulad ng isang likido. Ang isang mas mababang density ng katawan ay lumulutang sa likido na ito. Ang isang piraso ng bakal, halimbawa, ay nalunod sa tubig, ngunit lumulutang sa mercury. Ang isang katawan na ang density ay katumbas ng density ng likido ay nananatili sa balanse sa loob ng likido.

Ang mga lumulutang na yelo sa ibabaw ng tubig, dahil ang density nito ay mas mababa sa density ng tubig.

Ang mas mababang kapal ng katawan kumpara sa density ng likido, mas maliit ang katawan ay nalubog sa likido .

Sa pantay na mga density ng katawan at likido, ang katawan ay lumulutang sa loob ng likido sa anumang lalim.

Ang dalawang hindi magagawang likido, tulad ng tubig at kerosene, ay matatagpuan sa daluyan alinsunod sa kanilang mga density: sa ibabang bahagi ng daluyan ay mas matitubig na tubig (ρ \u003d 1000 kg / m 3), sa itaas ay mas magaan na kerosene (ρ \u003d 800 kg / m 3) .

Ang average na density ng mga nabubuhay na organismo na naninirahan sa aquatic na kapaligiran ay naiiba sa kaibahan ng tubig, kaya ang kanilang timbang ay halos ganap na balanse ng puwersa ng Archimedean. Salamat sa ito, ang mga hayop na nabubuhay sa tubig ay hindi nangangailangan ng gayong malakas at napakalaking mga balangkas bilang mga terrestrial. Para sa parehong kadahilanan, ang mga putol ng aquatic na halaman ay nababanat.

Ang pantog sa paglangoy ng isda ay madaling nagbabago sa dami nito. Kapag ang mga isda sa tulong ng mga kalamnan ay bumaba sa isang malaking lalim, at ang presyon ng tubig sa ito ay nagdaragdag, ang mga kontrata ng bubble, ang dami ng katawan ng mga isda ay bumababa, at hindi ito pinipilit, ngunit lumulutang nang malalim. Kaya, ang mga isda ay maaaring, sa loob ng ilang mga limitasyon, ayusin ang lalim ng pagsisid nito. Ang mga bao ay nag-aayos ng kanilang malalim na diving sa pamamagitan ng pagbawas at pagtaas ng kapasidad ng baga.

Naglulayag na mga barko.

Ang mga Vessels na lumulutang sa mga ilog, lawa, dagat at karagatan ay itinayo ng iba't ibang mga materyales na may iba't ibang mga density. Karaniwang gawa sa bakal sheet ang hull. Ang lahat ng mga panloob na fastener na nagbibigay lakas ng mga barko ay gawa din sa mga metal. Para sa pagtatayo ng mga barko, ang iba't ibang mga materyales ay ginagamit na may parehong mas mataas at mas mababang mga density sa paghahambing sa tubig.

Dahil sa kung ano ang nananatili sa mga barko, sumakay at magdala ng malalaking pagkarga?

Ang eksperimento na may isang lumulutang na katawan (§ 50) ay nagpakita na ang katawan ay lumipat sa sobrang tubig na may bahagi sa ilalim ng dagat na sa pamamagitan ng timbang ng tubig na ito ay katumbas ng bigat ng katawan sa hangin. Totoo rin ito para sa anumang barko.

Ang bigat ng tubig na inilipat ng ilalim ng dagat na bahagi ng daluyan ay katumbas ng bigat ng daluyan na may karga sa hangin o gravity na kumikilos sa daluyan na may kargamento.

Ang lalim kung saan ang barko ay nalulubog sa tubig ay tinatawag draft . Ang pinakamalaking pinapayagan na draft ay minarkahan sa katawan ng barko na may isang pulang linya na tinatawag waterline   (mula sa Dutch. tubig  - tubig).

Ang bigat ng tubig na inilipat ng daluyan kapag sumisid sa linya ng tubig, na katumbas ng puwersa ng grabidad na kumikilos sa daluyan na may karga, ay tinatawag na pag-aalis ng daluyan.

Sa kasalukuyan, ang mga barko na may pag-aalis ng 5,000,000 kN (5 · 10 6 kN) at higit pa ay itinatayo para sa transportasyon ng langis, iyon ay, pagkakaroon ng isang masa na 500,000 tonelada (5 · 10 5 t) at higit pa sa mga kargamento.

Kung ibabawas namin ang bigat ng daluyan mismo mula sa pag-aalis, pagkatapos makuha namin ang kapasidad ng daluyan na ito. Ang kapasidad ng paglo-load ay nagpapahiwatig ng bigat ng karga na dala ng barko.

Ang paggawa ng paggawa ng barko ay umiiral kahit na sa Sinaunang Egypt, sa Phenicia (pinaniniwalaan na ang mga Phoenician ay isa sa mga pinakamahusay na gawa sa barko), Sinaunang Tsina.

Sa Russia, ang paggawa ng mga barko ay nagmula sa pagliko ng 17-18 na siglo. Karamihan sa mga pandigma ay itinayo, ngunit sa Russia na ang unang icebreaker, mga barko na may panloob na pagkasunog ng engine, at ang atomic icebreaker na Artiko ay itinayo.

Lobo.

Isang pagguhit na may paglalarawan ng lobo ng mga kapatid sa Montgolfier noong 1783: "Ang pagtingin at eksaktong sukat ng" Globe balloon, na siyang una. " 1786

Mula noong sinaunang panahon, pinangarap ng mga tao ang posibilidad na lumipad sa itaas ng mga ulap, lumalangoy sa mahangin na karagatan, habang naglalakbay sila sa buong dagat. Para sa aeronautics

sa una, ang mga lobo ay ginamit, na kung saan ay napuno ng pinainit na hangin, o may hydrogen o helium.

Upang ang isang lobo ay tumaas sa hangin, kinakailangan na ang puwersa ng Archimedean (pagtulak) F  At kumikilos sa bola, nagkaroon ng higit na grabidad F  mabigat, i.e. F  A\u003e F  mabigat

Habang tumataas ang bola, ang puwersa ng Archimedean na kumikilos dito ay bumababa ( F  A \u003d gρV), dahil ang density ng itaas na kapaligiran ay mas mababa kaysa sa ibabaw ng Earth. Upang tumaas nang mas mataas, ang isang espesyal na ballast (load) ay bumaba mula sa bola at pinadali nito ang bola. Sa huli, ang bola ay umaabot sa pinakamataas na taas ng pag-angat nito. Upang bawasan ang bola mula sa shell nito sa tulong ng isang espesyal na balbula, isang bahagi ng gas ang pinakawalan.

Sa pahalang na direksyon, ang lobo ay gumagalaw lamang sa ilalim ng impluwensya ng hangin, kaya't tinawag ito lobo   (mula sa Greek hangin  - hangin stato  - sulit). Upang pag-aralan ang itaas na mga layer ng kapaligiran, ang stratosphere, hindi pa katagal, ang mga malaking lobo ay ginamit - stratostats .

Bago nila natutunan kung paano magtayo ng malalaking eroplano para sa pagdadala ng mga pasahero at mga kargamento sa pamamagitan ng hangin, ginamit ang mga gabay na lobo - mga sasakyang panghimpapawid. Mayroon silang isang pinahabang hugis, isang gondola na may isang engine ay nasuspinde sa ilalim ng katawan, na nagtutulak sa propeller.

Ang lobo ay hindi lamang tumataas sa sarili nito, ngunit maaari ring magtaas ng isang tiyak na pagkarga: ang cabin, mga tao, mga kasangkapan. Samakatuwid, upang malaman kung anong uri ng kargamento ang maaaring magtaas ng isang lobo, kinakailangan upang matukoy ito lakas ng pag-angat.

Hayaan, halimbawa, ang isang lobo na 40 m 3 na puno ng helium ay ilulunsad sa hangin. Ang masa ng helium na pinupuno ang shell ng bola ay magiging katumbas ng:
  m Ge \u003d ρ Ge · V \u003d 0.1890 kg / m 3 · 40 m 3 \u003d 7.2 kg,
  at ang bigat nito ay:
  P Ge \u003d g · m Ge; P Ge \u003d 9.8 N / kg 7.2 kg \u003d 71 N.
  Ang lakas ng lakas (Archimedean) na kumikilos sa bola na ito sa hangin ay katumbas ng bigat ng hangin na may dami ng 40 m 3, i.e.
  F A \u003d \u200b\u200bg · ρ hangin V; F A \u003d \u200b\u200b9.8 N / kg · 1.3 kg / m 3 · 40 m 3 \u003d 520 N.

Nangangahulugan ito na ang bola na ito ay maaaring mag-angat ng isang load na may timbang na 520 N - 71 N \u003d 449 N. Ito ang lakas ng pag-aangat nito.

Ang isang bola ng parehong dami, ngunit napuno ng hydrogen, ay maaaring mag-angat ng isang pag-load ng 479 N. Samakatuwid, ang lakas ng pag-aangat nito ay mas malaki kaysa sa isang bola na puno ng helium. Ngunit pa rin, ang helium ay ginagamit nang mas madalas, dahil hindi ito masunog at samakatuwid ay mas ligtas. Ang hydrogen ay isang sunugin na gas.

Madali itong maiangat at ibinaba ang isang bola na puno ng mainit na hangin. Upang gawin ito, ang isang burner ay matatagpuan sa ilalim ng butas na matatagpuan sa ibabang bahagi ng bola. Gamit ang isang gas burner, maaari mong ayusin ang temperatura ng hangin sa loob ng bola, na nangangahulugang density nito at kahinahunan. Upang gawing mas mataas ang bola, painitin ang hangin sa loob nito nang sapat, pinatataas ang siga ng burner. Habang bumababa ang apoy ng burner, bumababa ang temperatura ng hangin sa bola, at bumaba ang bola.

Maaari kang pumili ng isang temperatura ng bola kung saan ang bigat ng bola at ang cabin ay magiging katumbas ng lakas ng lakas. Pagkatapos ang bola ay mag-hang sa hangin, at magiging madali itong gumawa ng mga obserbasyon mula dito.

Sa pagbuo ng agham, ang mga makabuluhang pagbabago ay naganap sa aeronautical engineering. Naging posible na gumamit ng mga bagong shell para sa mga lobo, na naging matibay, lumalaban sa hamog na nagyelo at magaan.

Ang mga pagsulong sa larangan ng engineering ng radyo, elektronika, at automation ay pinahihintulutan ang pagtatayo ng mga walang lobo na lobo. Ang mga lobo na ito ay ginagamit upang pag-aralan ang mga alon ng hangin, para sa heograpikal at biomedical na pananaliksik sa mas mababang kapaligiran.

\u003e\u003e Presyon at puwersa ng presyon

Ipinadala ng mga Mambabasa mula sa mga Internet Site

Isang koleksyon ng mga abstract ng mga aralin sa pisika, sanaysay sa paksa mula sa kurikulum ng paaralan. Pagpaplano ng temang pananda ng kalendaryo, ika-7 na baitang sa pisika online, mga libro at aklat-aralin sa pisika. Naghahanda ang mga mag-aaral sa aralin.

Nilalaman ng aralin    buod ng aralin at pagsuporta sa pagtatanghal ng aralin sa pag-aaral ng mga interactive na teknolohiya ng mabilis na pamamaraan ng pagtuturo Pagsasanay    mga pagsubok, pagsubok sa mga online na gawain at pagsasanay sa mga gawaing aralin sa bahay at mga tanong sa pagsasanay para sa mga talakayan sa klase Mga likhang-sining mga larawan sa video at audio na mga larawan, larawan, graphics, talahanayan, mga komiks ng diagram, mga talinghaga, kasabihan, crosswords, biro, biro, quote Mga pagdaragdag    abstract cheat sheet chips para sa mausisa na mga artikulo (MAN) panitikan at pangalawang glossary ng mga term Pagpapabuti ng mga aklat-aralin at aralin    error pagwawasto sa isang aklat-arian na pinapalitan ang hindi na ginagamit na kaalaman sa bago Para sa mga guro lamang    mga iskedyul ng mga programa ng programa sa pagsasanay

Isipin ang isang selyadong silindro na puno ng hangin, na may isang piston na naka-mount sa itaas. Kung sinimulan mong pindutin ang piston, pagkatapos ang dami ng hangin sa silindro ay magsisimulang bumaba, ang mga molekula ng hangin ay magkakasamang magkakasama, at ang piston ay mas masinsinang, at ang presyon ng naka-compress na hangin sa piston ay tataas.

Kung ang piston ay malinaw na pinakawalan, pagkatapos ay ang naka-compress na hangin ay itutulak ito nang masakit. Mangyayari ito dahil sa isang palaging lugar ng piston, ang puwersa na kumikilos sa piston mula sa compressed air side ay tataas. Ang lugar ng piston ay nanatiling hindi nagbabago, at ang lakas mula sa gilid ng mga molekula ng gas, at ang presyon ay tumaas nang naaayon.

O isa pang halimbawa. Ang isang tao ay nakatayo sa lupa, nakatayo sa parehong mga paa. Sa posisyon na ito, komportable ang isang tao, hindi siya nakakaranas ng abala. Ngunit ano ang mangyayari kung nagpasya ang taong ito na tumayo sa isang binti? Baluktot niya ang isa sa mga binti sa tuhod, at ngayon ay magpapahinga sa lupa na may isang paa lamang. Sa posisyon na ito, ang isang tao ay makaramdam ng ilang kakulangan sa ginhawa, dahil ang presyon sa paa ay tumaas, at halos 2 beses. Bakit? Sapagkat ang lugar na kung saan ang gravity ngayon ay pinipindot ang isang tao sa lupa ay nabawasan ng 2 beses. Narito ang isang halimbawa ng kung ano ang presyon at kung gaano kadali itong matagpuan sa ordinaryong buhay.

Mula sa punto ng pananaw ng pisika, ang presyur ay isang pisikal na dami na ayon sa bilang na isang puwersa na kumikilos patayo sa isang ibabaw ng bawat yunit ng lugar ng isang naibigay na ibabaw. Samakatuwid, upang matukoy ang presyon sa isang tiyak na punto sa ibabaw, ang normal na sangkap ng puwersa na inilapat sa ibabaw ay nahahati sa pamamagitan ng lugar ng maliit na elemento ng ibabaw na kung saan kumikilos ang puwersa na ito. At upang matukoy ang average na presyon sa buong lugar, ang normal na sangkap ng puwersa na kumikilos sa ibabaw ay dapat nahahati sa kabuuang lugar ng ibabaw na ito.

Sinusukat ang presyon ng Pascal (Pa). Ang yunit ng presyur na ito ay nakuha ang pangalan nito bilang karangalan ng Pranses na matematiko, pisiko at manunulat na si Blaise Pascal, ang may-akda ng pangunahing batas ng hydrostatics - Batas ng Pascal, na nagsasaad na ang presyon na ginawa sa isang likido o gas ay ipinapadala sa anumang puntong walang mga pagbabago sa lahat ng direksyon. Sa kauna-unahang pagkakataon, ang yunit ng presyon ng Pascal ay inilagay sa sirkulasyon sa Pransya noong 1961, ayon sa utos sa mga yunit, tatlong siglo pagkatapos ng pagkamatay ng siyentipiko.

Ang isang pascal ay katumbas ng presyur na nagdudulot ng isang puwersa ng isang bago, pantay na ipinamamahagi, at nakadirekta patayo sa ibabaw na may isang lugar ng isang square meter.

Ang mga Pascals ay sumusukat hindi lamang sa presyon ng mekanikal (mekanikal na stress), kundi pati na rin ang nababanat na modulus, modulus ng Young, volumetric nababanat na modulus, lakas ng ani, limitasyon ng proporsyonal, makakapag lakas, pag-iwas sa paglaban, presyon ng tunog at osmotic pressure. Ayon sa kaugalian, sa mga pascals na ipinahayag ang pinakamahalagang mekanikal na katangian ng mga materyales sa sopromat.

Teknikal na kapaligiran (sa), pisikal (atm), kilogram-lakas bawat square sentimetro (kgf / cm2)

Bilang karagdagan sa pascal, ang iba pang (off-system) na mga yunit ay ginagamit din upang masukat ang presyon. Ang isa sa mga yunit na ito ay ang "kapaligiran" (sa). Ang presyon sa isang kapaligiran ay halos katumbas ng presyon ng atmospera sa ibabaw ng Earth sa antas ng dagat. Sa ngayon, ang "kapaligiran" ay nauunawaan bilang ang teknikal na kapaligiran (sa).

Ang Teknikal na kapaligiran (sa) ay ang presyur na ginawa ng isang kilogram-lakas (kgf) na ipinamamahagi nang pantay-pantay sa isang lugar ng isang square sentimetro. At ang isang kilogramo na puwersa, naman, ay katumbas ng puwersa ng grabidad na kumikilos sa isang katawan na tumitimbang ng isang kilo sa ilalim ng mga kondisyon ng bilis ng pagbilis na katumbas ng 9.80665 m / s2. Ang isang kilogram-lakas ay sa gayon ay katumbas ng 9.80665 Newton, at 1 na kapaligiran ay lumiliko na eksaktong 98066.5 Pa. 1 sa \u003d 98066.5 Pa.

Sa mga atmospheres, halimbawa, ang presyur ng gulong ay sinusukat, halimbawa, ang inirekumendang presyon sa mga gulong ng isang bus na pasahero ng GAZ-2217 ay 3 atmospheres.

Mayroon ding "pisikal na kapaligiran" (atm), na tinukoy bilang presyon ng isang haligi ng mercury na may taas na 760 mm sa base nito, sa kabila ng katotohanan na ang density ng mercury ay 13595.04 kg / m3, sa isang temperatura ng 0 ° C at sa ilalim ng mga kondisyon ng pagbilis ng gravity na katumbas ng 9, 80665 m / s2. Kaya lumiliko na ang 1 atm \u003d 1.033233 sa \u003d 101 325 Pa.

Tulad ng para sa kilogram-lakas bawat square sentimetro (kgf / cm2), ang off-system unit na ito ng presyon na may mahusay na katumpakan ay katumbas ng normal na presyon ng atmospera, na kung minsan ay maginhawa para sa pagtatasa ng iba't ibang mga epekto.

Ang non-systemic unit na "bar" ay katumbas ng halos isang kapaligiran, ngunit mas tumpak - eksaktong 100,000 Pa. Sa sistema ng GHS, ang 1 bar ay 1,000,000 dyne / cm2. Noong nakaraan, ang pangalan ng bar ay dinala ng isang yunit na tinatawag na barium, at katumbas ng 0.1 Pa o sa GHS system 1 habangum \u003d 1 dyn / cm2. Ang mga salitang bar, barium, at barometer ay nagmula sa parehong salitang Greek para sa kalubhaan.

Kadalasan, ang isang yunit mbar (millibar) ng 0.001 bar ay ginagamit upang masukat ang presyon ng atmospera sa meteorology. At para sa pagsukat ng presyon sa mga planeta kung saan ang kapaligiran ay napaka-rarefied - microbar (microbar), na katumbas ng 0.000001 bar. Sa mga teknikal na gauge, kadalasan ang scale ay may graduation sa mga bar.

Millimeter ng mercury (mmHg), milimetro ng tubig (mmHg)

Ang di-sistematikong yunit ng pagsukat "milimetro ng mercury" ay 101325/760 \u003d 133.3223684 Pa. Ito ay itinalagang "mm Hg", ngunit kung minsan ito ay itinalagang "torr" - bilang karangalan ng pisikong pisiko ng Italyano, mag-aaral ng Galileo, Evangelista Torricelli, may-akda ng konsepto ng presyon ng atmospera.

Ang isang yunit ay nabuo na may kaugnayan sa isang maginhawang pamamaraan ng pagsukat ng presyon ng atmospheric na may isang barometer, kung saan ang haligi ng mercury ay nasa balanse sa ilalim ng impluwensya ng presyon ng atmospheric. Ang mercury ay may mataas na density ng tungkol sa 13,600 kg / m3 at nailalarawan sa pamamagitan ng isang mababang saturated na singaw ng presyon sa temperatura ng silid, na kung bakit ang mercury ay pinili para sa mga barometer sa takdang oras.

Sa antas ng dagat, ang presyon ng atmospera ay humigit-kumulang na 760 mm Hg, ito ang halagang ito na ngayon ay itinuturing na normal na presyon ng atmospera na katumbas ng 101325 Pa o isang pisikal na kapaligiran, 1 atm. Iyon ay, 1 milimetro ng mercury ay 101325/760 pascal.

Sa milimetro ng mercury, ang presyon ay sinusukat sa gamot, sa meteorology, sa pag-navigate sa aviation. Sa gamot, ang presyon ng dugo ay sinusukat sa mmHg, sa isang vacuum technique na ito ay nagtapos sa mmHg, kasama ang mga bar. Minsan nagsusulat din sila ng 25 microns, nagpapahiwatig ng mga microns ng haligi ng mercury, pagdating sa paglisan, at ang mga sukat ng presyon ay isinasagawa gamit ang mga gauge ng vacuum.

Sa ilang mga kaso, ginagamit ang milimetro ng tubig, at pagkatapos ay 13.59 mm na haligi ng tubig \u003d 1 mmHg. Minsan mas naaangkop at maginhawa. Ang isang milimetro ng tubig, tulad ng isang milimetro ng mercury, ay isang yunit ng off-system, na naman ay katumbas ng hydrostatic pressure ng 1 mm ng tubig, na ang haligi na ito ay inilapat sa isang patag na base sa isang temperatura ng tubig na 4 ° C.

Man skiing, at wala sila.

Ang isang tao ay lumalakad sa maluwag na snow na may malaking kahirapan, na nabigo nang malalim sa bawat hakbang. Ngunit, sa pagkakaroon ng skis, maaari siyang pumunta, halos hindi nahuhulog dito. Bakit? Sa skis o walang skis, kumikilos ang isang tao sa snow na may parehong lakas na katumbas ng kanyang timbang. Gayunpaman, ang epekto ng puwersa na ito sa parehong mga kaso ay magkakaiba, dahil ang lugar ng ibabaw na kung saan ang isang tao ay pinindot ay naiiba, na may skis at walang skis. Ang lugar ng ibabaw ng skis ay halos 20 beses sa lugar ng nag-iisang. Samakatuwid, habang ang skiing, ang isang tao ay kumikilos sa bawat parisukat na sentimetro ng lugar ng ibabaw ng snow na may lakas na 20 beses na mas mababa kaysa sa pagtayo sa snow nang walang skis.

Ang mag-aaral, pinning ang pahayagan sa board na may mga pindutan, kumikilos sa bawat pindutan na may pantay na lakas. Gayunpaman, ang isang pindutan na may isang dulo ng sharper ay mas madaling makapasok sa puno.

Nangangahulugan ito na ang resulta ng pagkilos ng puwersa ay nakasalalay hindi lamang sa module, direksyon at punto ng aplikasyon nito, kundi pati na rin sa lugar ng ibabaw na inilalapat (patayo kung saan ito kumikilos).

Ang konklusyon na ito ay nakumpirma ng mga pang-eksperimentong pisikal.

Karanasan.Ang resulta ng pagkilos ng isang naibigay na puwersa ay depende sa kung ano ang puwersa na kumikilos sa isang yunit ng lugar na pang-ibabaw.

Sa mga sulok ng isang maliit na board kailangan mong magmaneho sa mga kuko. Una, itinakda namin ang mga kuko na hinimok sa board, kasama ang mga puntong itinuro sa buhangin, at naglalagay ng timbang sa board. Sa kasong ito, ang mga ulo ng kuko ay bahagyang pinindot sa buhangin. Pagkatapos ay pinihit namin ang board at inilalagay ang mga kuko sa gilid. Sa kasong ito, ang lugar ng suporta ay mas maliit, at sa ilalim ng impluwensya ng parehong puwersa ang mga kuko ay makabuluhang lumalim sa buhangin.

Karanasan. Pangalawang ilustrasyon.

Ang resulta ng pagkilos ng puwersa na ito ay depende sa kung ano ang puwersa na kumikilos sa bawat yunit ng lugar na pang-ibabaw.

Sa mga halimbawa na isinasaalang-alang, ang mga puwersa ay kumilos patayo sa ibabaw ng katawan. Ang bigat ng tao ay patayo sa ibabaw ng snow; ang puwersa na kumikilos sa pindutan ay patayo sa ibabaw ng board.

Ang halaga na katumbas ng ratio ng puwersa na kumikilos patayo sa ibabaw ng lugar ng ibabaw na ito ay tinatawag na presyon.

Upang matukoy ang presyon, kinakailangan upang pilitin ang kumikilos na patayo sa ibabaw, na hinati ng lugar ng ibabaw:

presyon \u003d puwersa / lugar.

Ipaalam sa amin na ipahiwatig ang dami na kasama sa expression na ito: presyon - p, ang puwersa na kumikilos sa ibabaw F  at lugar ng ibabaw - S.

Pagkatapos makuha namin ang formula:

p \u003d F / S

Malinaw na ang isang mas malaking puwersa na kumikilos sa parehong lugar ay makakagawa ng mas maraming presyon.

Ang yunit ng presyon ay tulad ng isang presyon na gumagawa ng isang puwersa ng 1 N kumikilos sa isang ibabaw ng 1 m 2 na patayo sa ibabaw na ito.

Yunit ng presyon - newton bawat square meter  (1 N / m 2). Sa karangalan ng siyentipikong Pranses Blaise Pascal   ito ay tinatawag na pascal ( Pa) Sa ganitong paraan

1 Pa \u003d 1 N / m 2.

Ang iba pang mga yunit ng presyon ay ginagamit din: hectopascal (hPa) at kilopascal (kPa).

1 kPa \u003d 1000 Pa;

1 hPa \u003d 100 Pa;

1 Pa \u003d 0.001 kPa;

1 Pa \u003d 0.01 hPa.

Sinusulat namin ang kondisyon ng problema at lutasin ito.

Naibigay : m \u003d 45 kg, S \u003d 300 cm 2; p \u003d?

Sa mga yunit ng SI: S \u003d 0.03 m 2

Solusyon:

p = F/S,

F = P,

P = g m,

P  \u003d 9.8 N · 45 kg ≈ 450 N,

p  \u003d 450 / 0.03 N / m 2 \u003d 15000 Pa \u003d 15 kPa

"Sagot": p \u003d 15000 Pa \u003d 15 kPa

Mga paraan upang mabawasan at madagdagan ang presyon.

Ang isang mabigat na traktor ng uling ay gumagawa ng isang presyon na katumbas ng 40 - 50 kPa sa lupa, iyon ay, 2 hanggang 3 beses lamang kaysa sa presyon ng isang batang lalaki na tumitimbang ng 45 kg. Ito ay dahil ang bigat ng traktor ay ipinamamahagi sa isang mas malaking lugar dahil sa paghahatid ng uod. At itinatag namin iyon mas malaki ang lugar ng suporta, mas mababa ang presyon na ginawa ng parehong puwersa sa suporta na ito .

Depende sa kung kinakailangan upang makakuha ng maliit o malaking presyon, ang lugar ng suporta ay tumataas o bumababa. Halimbawa, upang ang lupa ay makatiis sa presyon ng gusali na itinayo, nadagdagan ang lugar ng ibabang bahagi ng pundasyon.

Ang mga gulong ng trak at tsasis ng sasakyang panghimpapawid ay ginagawang mas malawak kaysa sa mga pampasaherong kotse. Lalo na ang malawak na gulong na ginawa para sa mga sasakyan na idinisenyo para sa paggalaw sa mga disyerto.

Ang mga mabibigat na sasakyan, tulad ng isang traktor, isang tangke o isang sasakyan ng swamp, na mayroong isang malaking track area, ay dumaan sa marshy terrain na kung saan ay hindi dumadaan ang mga tao.

Sa kabilang banda, na may isang maliit na lugar sa ibabaw, ang mataas na presyon ay maaaring mabuo ng isang maliit na puwersa. Halimbawa, ang pagpindot sa isang pindutan sa isang board, kumilos kami dito na may puwersa na halos 50 N. Dahil ang lugar ng tip na pindutan ay humigit-kumulang sa 1 mm 2, ang presyur na ginawa nito ay:

p \u003d 50 N / 0, 000 001 m 2 \u003d 50,000,000 Pa \u003d 50,000 kPa.

Para sa paghahambing, ang presyur na ito ay 1000 beses na mas malaki kaysa sa presyon na ginawa ng isang crawler traktor sa lupa. Maraming iba pang mga halimbawa ang maaaring matagpuan.

Ang pagputol ng talim at ang punto ng mga kasangkapan sa stabbing (kutsilyo, gunting, pamutol, lagari, mga karayom, atbp.) Lubhang patalas nang patalim. Ang matulis na gilid ng isang matalim na talim ay may isang maliit na lugar, kaya kahit na may isang maliit na puwersa, maraming presyon ang nilikha, at madaling magtrabaho kasama ang isang tool.

Ang mga aparato ng paggupit at stitching ay matatagpuan din sa wildlife: ito ay mga ngipin, claws, beaks, spike, atbp - lahat sila ay gawa sa matigas na materyal, makinis at napaka matalim.

Pressure

Ito ay kilala na ang mga molekula ng gas ay sapalarang ilipat.

Alam na natin na ang mga gas, hindi katulad ng mga solido at likido, punan ang buong daluyan kung saan matatagpuan ang mga ito. Halimbawa, isang silindro ng bakal na bakal, isang tubo ng gulong o isang volleyball. Sa kasong ito, ang gas ay naglalakas ng presyon sa mga dingding, ibaba at takip ng silindro, kamara o anumang iba pang katawan kung saan ito matatagpuan. Ang presyon ng gas ay dahil sa iba pang mga kadahilanan kaysa sa presyon ng isang solidong katawan sa isang suporta.

Ito ay kilala na ang mga molekula ng gas ay sapalarang ilipat. Sa kanilang paggalaw, bumangga sila sa bawat isa, pati na rin sa mga dingding ng daluyan kung saan matatagpuan ang gas. Maraming mga molekula sa gas, at samakatuwid ang bilang ng kanilang mga hit ay napakalaking. Halimbawa, ang bilang ng mga stroke ng mga molekula ng hangin sa isang silid tungkol sa isang ibabaw ng 1 cm 2 sa 1 s ay ipinahayag bilang isang dalawampu't tatlong-digit na numero. Bagaman ang lakas ng epekto ng isang indibidwal na molekula ay maliit, ngunit ang epekto ng lahat ng mga molekula sa mga dingding ng sisidlan ay makabuluhan, lumilikha ito ng presyon ng gas.

Kaya ang presyon ng gas sa mga dingding ng daluyan (at sa katawan na nakalagay sa gas) ay sanhi ng mga epekto ng mga molekula ng gas .

Isaalang-alang ang sumusunod na karanasan. Maglagay ng goma na bola sa ilalim ng kampanilya ng air pump. Naglalaman ito ng isang maliit na halaga ng hangin at hindi regular sa hugis. Pagkatapos ay i-pump out ang hangin mula sa ilalim ng kampanilya na may isang bomba. Ang shell ng bola, sa paligid kung saan ang hangin ay nagiging higit pa at higit na hindi mabihirang, unti-unting nagbabawas at kumukuha ng form ng isang regular na bola.

Paano ipaliwanag ang karanasan na ito?

Para sa imbakan at transportasyon ng mga naka-compress na gas, ginagamit ang mga espesyal na matibay na mga cylinder ng bakal.

Sa aming karanasan, ang paglipat ng mga molekula ng gas ay patuloy na tumama sa mga pader ng bola sa loob at labas. Kapag ang hangin ay lumilikas, ang bilang ng mga molekula sa kampanilya sa paligid ng shell ng bola ay bumababa. Ngunit sa loob ng bola ang kanilang numero ay hindi nagbabago. Samakatuwid, ang bilang ng mga hit ng mga molekula sa mga panlabas na pader ng shell ay nagiging mas mababa sa bilang ng mga hit sa mga panloob na pader. Ang bola ay napalaki hanggang ang nababanat na puwersa ng shell ng goma nito ay nagiging katumbas ng presyon ng puwersa ng gas. Ang shell ng bola ay tumatagal ng hugis ng isang bola. Ipinapakita nito iyon ang mga pagpindot sa gas sa mga pader nito sa lahat ng mga direksyon nang pantay. Sa madaling salita, ang bilang ng mga molekular na hit bawat parisukat na sentimetro ng ibabaw na lugar ay pareho sa lahat ng mga direksyon. Ang parehong presyon sa lahat ng mga direksyon ay katangian ng gas at ang resulta ng random na paggalaw ng isang malaking bilang ng mga molekula.

Susubukan naming bawasan ang lakas ng tunog ng gas, ngunit upang ang masa nito ay nananatiling hindi nagbabago. Nangangahulugan ito na sa bawat kubiko sentimetro ng gas magkakaroon ng higit pang mga molekula, tataas ang density ng gas. Pagkatapos ang bilang ng mga epekto ng molekular sa mga pader ay tataas, i.e., tataas ang presyon ng gas. Ito ay maaaring kumpirmahin sa pamamagitan ng karanasan.

Sa larawan ngunit  ipinapakita ang isang glass tube, ang isang dulo nito ay natatakpan ng isang manipis na film na goma. Ang isang piston ay ipinasok sa tubo. Kapag ang piston ay naatras, ang dami ng hangin sa tubo ay bumababa, i.e., ang gas ay naka-compress. Ang film ng goma ay yumuko palabas, na nagpapahiwatig na ang presyon ng hangin sa tubo ay tumaas.

Sa kabaligtaran, na may pagtaas sa dami ng parehong masa ng gas, ang bilang ng mga molekula sa bawat kubiko sentimetro ay bumababa. Bawasan nito ang bilang ng mga stroke sa mga dingding ng daluyan - magiging mas mababa ang presyon ng gas. Sa katunayan, kapag ang piston ay nakuha mula sa tubo, ang pagtaas ng lakas ng tunog, ang bending sa loob ng daluyan. Ito ay nagpapahiwatig ng pagbaba ng presyon ng hangin sa tubo. Ang parehong mga phenomena ay masusunod kung, sa halip ng hangin, ang anumang iba pang mga gas ay nasa tubo.

Kaya na may pagbaba sa dami ng gas, ang presyon nito ay nagdaragdag, at sa pagtaas ng dami, bumababa ang presyon, sa kondisyon na ang masa at temperatura ng gas ay mananatiling hindi nagbabago.

Ngunit paano magbabago ang presyon ng gas kung pinainit sa isang palaging dami? Ito ay kilala na ang bilis ng mga molekula ng gas sa panahon ng pagtaas ng pagpainit. Ang paglipat ng mas mabilis, ang mga molekula ay pindutin ang mga pader ng daluyan nang mas madalas. Bilang karagdagan, ang bawat hit ng molekula sa dingding ay magiging mas malakas. Bilang isang resulta, ang mga pader ng daluyan ay makakaranas ng mas malaking presyon.

Samakatuwid ang presyon ng gas sa isang saradong sisidlan nang mas malaki, mas mataas ang temperatura ng gassa kondisyon na ang misa ng gas at dami ay hindi nagbabago.

Mula sa mga eksperimentong ito maaari nating tapusin iyon mas mataas ang presyon ng gas, mas madalas at mas malakas ang mga molekula na tumama sa mga dingding ng sisidlan .

Para sa imbakan at transportasyon ng mga gas, mahigpit silang nai-compress. Kasabay nito, ang kanilang presyon ay nagdaragdag, ang mga gas ay dapat na nakapaloob sa mga espesyal, napaka-matibay na mga cylinders. Ang mga naturang silindro, halimbawa, ay naglalaman ng mga naka-compress na hangin sa mga submarines, oxygen na ginagamit sa mga welding metal. Siyempre, dapat nating tandaan magpakailanman na ang mga gas cylinders ay hindi maaaring pinainit, lalo na kapag napuno sila ng gas. Sapagkat, tulad ng naintindihan na natin, ang pagsabog ay maaaring mangyari na may hindi kasiya-siyang bunga.

Batas ni Pascal.

Ang presyur ay ipinapadala sa bawat punto ng likido o gas.

Ang presyon ng piston ay ipinadala sa bawat punto ng likido na pinuno ang bola.

Ngayon ang gas.

Hindi tulad ng mga solido, ang mga indibidwal na layer at maliit na mga particle ng likido at gas ay maaaring malayang ilipat ang kamag-anak sa bawat isa sa lahat ng direksyon. Ito ay sapat na, halimbawa, upang pumutok nang bahagya sa ibabaw ng tubig sa isang baso upang maging sanhi ng paggalaw ng tubig. Ang mga Ripples ay lumilitaw sa ilog o lawa sa pinakamaliit na simoy ng hangin.

Ang kadaliang kumilos ng gas at likidong mga partikulo ay nagpapaliwanag na ang presyon na ipinataw sa kanila ay ipinapadala hindi lamang sa direksyon ng puwersa, kundi sa bawat punto. Isaalang-alang natin nang mas detalyado ang hindi pangkaraniwang bagay na ito.

Sa figure ngunit Ang daluyan kung saan ang gas (o likido) ay nilalaman ay ipinapakita. Ang mga partikulo ay pantay na ipinamamahagi sa buong daluyan. Ang daluyan ay sarado ng isang piston, na maaaring ilipat pataas at pababa.

Ang paglalapat ng ilang puwersa, gagawin namin ang piston na ilipat ang isang maliit na papasok at i-compress ang gas (likido) kaagad sa ibaba nito. Pagkatapos ang mga particle (mga molekula) ay matatagpuan sa lugar na ito nang mas makapal kaysa sa dati (Fig, b). Dahil sa kadaliang kumilos, ang mga partikulo ng gas ay lilipat sa lahat ng direksyon. Bilang resulta nito, ang kanilang pag-aayos ay muling maging pantay, ngunit mas siksik kaysa sa dati (bigas, c). Samakatuwid, ang presyon ng gas ay tataas sa lahat ng dako. Nangangahulugan ito na ang karagdagang presyon ay ipinapadala sa lahat ng mga partikulo ng gas o likido. Kaya, kung ang presyon sa gas (likido) malapit sa piston mismo ay nagdaragdag ng 1 Pa, pagkatapos ay sa lahat ng mga puntos sa loob  ang gas o liquid pressure ay magiging katulad ng dati. Ang presyon sa mga pader ng daluyan, sa ilalim, at sa piston ay tataas ng 1 Pa.

Ang presyon na ginawa ng isang likido o gas ay ipinapadala sa anumang punto nang pantay sa lahat ng mga direksyon .

Ang pahayag na ito ay tinawag batas ni Pascal.

Batay sa batas ni Pascal, ang mga sumusunod na eksperimento ay madaling ipaliwanag.

Ang figure ay nagpapakita ng isang guwang na bola na may maliit na butas sa iba't ibang mga lugar. Ang isang tubo ay nakakabit sa bola, kung saan nakapasok ang isang piston. Kung gumuhit ka ng tubig sa bola at i-slide ang piston sa tubo, pagkatapos ay dumadaloy ang tubig mula sa lahat ng mga butas sa bola. Sa eksperimento na ito, ang piston ay pumindot sa ibabaw ng tubig sa tubo. Ang mga particle ng tubig sa ilalim ng piston, na naka-compress, ay nagpapadala ng presyon nito sa iba pang mga layer na nakahiga nang mas malalim. Kaya, ang presyon ng piston ay ipinadala sa bawat punto ng likido na pinuno ang bola. Bilang isang resulta, ang bahagi ng tubig ay itinulak sa labas ng bola sa anyo ng magkaparehong mga daloy na dumadaloy mula sa lahat ng mga butas.

Kung ang bola ay napuno ng usok, pagkatapos kapag ang piston ay nakapasok sa tubo, ang magkatulad na mga trick ng usok ay magsisimulang lumabas sa lahat ng mga butas sa bola. Kinukumpirma nito iyon at ang mga gas ay nagpapadala ng presyon na ginawa sa kanila sa lahat ng mga direksyon nang pantay.

Presyon sa likido at gas.

Sa ilalim ng impluwensya ng bigat ng likido, ang ibaba ng goma sa tubo ay yumuko.

Ang likido, tulad ng lahat ng mga katawan sa Earth, ay apektado ng grabidad. Samakatuwid, ang bawat layer ng likido na ibinuhos sa daluyan ay lumilikha ng presyur na may bigat nito, na, ayon sa batas ng Pascal, ay ipinadala sa lahat ng direksyon. Samakatuwid, mayroong presyon sa loob ng likido. Makikita ito mula sa karanasan.

Sa isang glass tube, ang ilalim na butas na kung saan ay sakop ng isang manipis na goma film, ibuhos ang tubig. Sa ilalim ng impluwensya ng bigat ng likido, ang ilalim ng tubo ay yumuko.

Ipinakikita ng karanasan na ang mas mataas na haligi ng tubig sa itaas ng film na goma, mas yumuko ito. Ngunit sa bawat oras pagkatapos ng ilalim ng goma ay baluktot, ang tubig sa tubo ay papasok sa balanse (huminto), dahil, bilang karagdagan sa gravity, ang nababanat na puwersa ng nakaunat na goma na film ay kumikilos sa tubig.

Ang mga puwersa na kumikilos sa pelikula ng goma,

pareho sa magkabilang panig.

Guhit.

Ang ibaba ay gumagalaw sa layo ng silindro dahil sa grabidad.

Ibagsak ang tubo gamit ang ilalim ng goma kung saan ibuhos ang tubig sa isa pa, mas malawak na daluyan ng tubig. Makikita natin na habang nagpapababa ang tubo, unti-unting naituwid ang film na goma. Ang buong pagwawasto ng pelikula ay nagpapakita na ang mga puwersa na kumikilos mula sa itaas at sa ibaba ay pantay. Ang buong pagwawasto ng pelikula ay nangyayari kapag ang mga antas ng tubig sa tubo at daluyan ay nag-tutugma.

Ang parehong eksperimento ay maaaring isagawa gamit ang isang tubo kung saan ang isang film na goma ay sumasakop sa butas ng gilid, tulad ng ipinapakita sa figure, a. Isawsaw ang tubo na ito ng tubig sa isa pang daluyan na may tubig, tulad ng ipinapakita sa figure, b. Mapapansin namin na ang pelikula ay diretso muli sa antas ng tubig sa antas ng tubo at daluyan. Nangangahulugan ito na ang mga puwersa na kumikilos sa pelikula ng goma ay pareho sa lahat ng panig.

Kumuha ng isang sisidlan na ang ilalim ay maaaring bumagsak. Itusok ito sa isang garapon ng tubig. Ang ilalim ay mahigpit na pinindot sa gilid ng daluyan at hindi mahuhulog. Ito ay pinindot ng puwersa ng presyon ng tubig, na nakadirekta mula sa ibaba hanggang paitaas.

Maingat naming ibubuhos ang tubig sa daluyan at subaybayan ang ilalim nito. Sa sandaling ang antas ng tubig sa daluyan ay tumutugma sa antas ng tubig sa bangko, mahuhulog ito mula sa daluyan.

Sa sandaling paghihiwalay, ang isang haligi ng likido sa isang sisidlang pinindot mula sa itaas hanggang sa ibaba, at ang presyon mula sa parehong taas ng isang haligi ng likido, ngunit matatagpuan sa isang bangko, ay inilipat mula sa itaas hanggang sa ibaba. Pareho ang mga panggigipit na ito ay pareho, ngunit ang ilalim ay lumilipat palayo sa silindro dahil sa pagkilos ng sariling gravity.

Ang mga eksperimento sa tubig ay inilarawan sa itaas, ngunit kung kumuha ka ng anumang iba pang likido sa halip na tubig, ang mga resulta ng eksperimento ay magiging pareho.

Kaya, ipinapakita ng mga eksperimento may presyon sa loob ng likido, at sa parehong antas na ito ay pareho sa lahat ng mga direksyon. Sa lalim, ang pagtaas ng presyon..

Ang mga gas sa paggalang na ito ay hindi naiiba sa mga likido, dahil mayroon din silang timbang. Ngunit dapat nating tandaan na ang density ng gas ay daan-daang beses na mas mababa kaysa sa density ng likido. Ang bigat ng gas sa daluyan ay maliit, at ang "timbang" na presyon nito sa maraming mga kaso ay maaaring hindi papansinin.

Pagkalkula ng likido presyon sa ilalim at pader ng daluyan.

Pagkalkula ng likido presyon sa ilalim at pader ng daluyan.

Isaalang-alang kung paano mo makalkula ang presyon ng likido sa ilalim at mga pader ng daluyan. Una, malulutas namin ang problema para sa isang daluyan na may hugis ng isang hugis-parihaba na paralelepiped.

Lakas Fna kung saan ang likido na ibinuhos sa daluyong ito ay pumipilit sa ilalim nito ay katumbas ng bigat P  likido sa daluyan. Ang bigat ng isang likido ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pag-alam sa masa nito m. Ang masa, tulad ng alam mo, ay maaaring kalkulahin ng formula: m \u003d ρ. Ang dami ng likidong ibinuhos sa isang daluyan na aming napili ay madaling makalkula. Kung ang taas ng haligi ng likido sa daluyan, italaga ang titik h, at sa ilalim na lugar ng daluyan Spagkatapos V \u003d S.

Mass ng likido m \u003d ρ, o m \u003d ρ .

Timbang ng likido na ito P \u003d gm, o P \u003d g · ρ · S · h.

Dahil ang bigat ng haligi ng likido ay katumbas ng puwersa na kung saan ang likido ay pinindot sa ilalim ng daluyan, pagkatapos ay paghati sa bigat P  sa parisukat Skumuha ng fluid pressure p:

p \u003d P / S, o p \u003d g · ρ · S · h / S,

Nakakuha kami ng isang formula para sa pagkalkula ng presyon ng likido sa ilalim ng daluyan. Ipinapakita ng formula na ito ang presyon ng likido sa ilalim ng daluyan ay nakasalalay lamang sa density at taas ng haligi ng likido.

Samakatuwid, ayon sa nagmula na formula, maaari mong kalkulahin ang presyon ng likido na ibinuhos sa daluyan anumang anyo  (Mahigpit na pagsasalita, ang aming pagkalkula ay angkop lamang para sa mga daluyan na may hugis ng isang direktang prisma at silindro. Sa mga kurso sa pisika para sa instituto ito ay napatunayan na ang formula ay totoo rin para sa isang di-makatwirang daluyan). Bilang karagdagan, maaari rin itong magamit upang makalkula ang presyon sa mga dingding ng sisidlan. Ang presyon sa loob ng likido, kabilang ang presyon mula sa ibaba hanggang, ay kinakalkula din ng pormula na ito, dahil ang presyon sa parehong lalim ay pareho sa lahat ng mga direksyon.

Kapag kinakalkula ang presyon ng formula p \u003d gρh  kailangan density ρ   ipinahayag sa mga kilo bawat metro kubiko (kg / m 3), at ang taas ng haligi ng likido h  - sa mga metro (m) g  \u003d 9.8 N / kg, kung gayon ang presyon ay ipapahayag sa mga pasko (Pa).

Halimbawa. Alamin ang presyon ng langis sa ilalim ng tangke kung ang taas ng haligi ng langis ay 10 m at ang density nito ay 800 kg / m 3.

Sinusulat namin ang kalagayan ng problema at isulat ito.

Naibigay :

ρ \u003d 800 kg / m 3

Solusyon :

p \u003d 9.8 N / kg · 800 kg / m 3 · 10 m ≈ 80 000 Pa ≈ 80 kPa.

Ang sagot : p ≈ 80 kPa.

Nakikipag-usap na mga vessel.

Nakikipag-usap na mga vessel.

Ang figure ay nagpapakita ng dalawang daluyan na magkakaugnay ng isang tube ng goma. Ang ganitong mga vessel ay tinatawag pakikipag-usap. Ang pagtutubig ay maaaring, teapot, palayok ng kape ay mga halimbawa ng pakikipag-usap ng mga sisidlan. Mula sa karanasan alam natin na ang tubig na ibinuhos, halimbawa, sa isang pagtutubig maaari, palaging nakatayo sa parehong antas sa spout at sa loob.

Karaniwan sa amin ang mga barkong nakikipag-usap. Halimbawa, maaari itong maging isang takure, pagtutubig maaari o isang palayok ng kape.

Ang mga ibabaw ng isang homogenous na likido ay naka-install sa parehong antas sa pakikipag-usap ng mga vessel ng anumang hugis.

Magkaiba sa density ng likido.

Sa pamamagitan ng mga barkong nakikipag-usap, maaaring gawin ang sumusunod na simpleng eksperimento. Sa simula ng eksperimento, pinapalakpak namin ang tubo ng goma sa gitna, at ibinuhos ang tubig sa isa sa mga tubo. Pagkatapos ay bubuksan namin ang salansan, at agad na dumadaloy ang tubig sa isa pang tubo hanggang ang mga tubig sa mga parehong tubo ay nasa parehong antas. Maaari mong ayusin ang isa sa mga tubes sa isang tripod, at ang iba pa upang itaas, ibababa o ikiling sa iba't ibang direksyon. At sa kasong ito, sa sandaling kumalma ang likido, ang mga antas nito sa parehong mga tubes ay magkatulad.

Sa pakikipag-usap ng mga vessel ng anumang hugis at cross-section, ang mga ibabaw ng isang homogenous na likido ay naka-install sa parehong antas  (sa kondisyon na ang presyon ng hangin sa itaas ng likido ay pareho) (Fig. 109).

Ito ay maaaring maging katwiran tulad ng mga sumusunod. Ang likido ay nagpapahinga nang hindi lumilipat mula sa isang daluyan patungo sa isa pa. Kaya, ang presyon sa parehong mga vessel sa parehong antas. Ang likido sa parehong mga vessel ay pareho, iyon ay, may parehong density. Samakatuwid, ang mga taas nito ay dapat na pareho. Kapag nagtaas kami ng isang daluyan o nagdaragdag ng likido dito, ang presyon nito ay tumataas at ang likido ay lumilipat sa isa pang sisidlan hanggang sa timbang ang presyon.

Kung ang isang likido ng isang density ay ibuhos sa isa sa mga vessel ng pakikipag-usap, at ng isa pang density sa pangalawa, kung gayon sa balanse ng mga antas ng mga likido na ito ay hindi magkapareho. At naiintindihan iyon. Alam namin na ang presyon ng likido sa ilalim ng daluyan ay direktang proporsyonal sa taas ng haligi at ang density ng likido. At sa kasong ito, ang density ng mga likido ay magkakaiba.

Kung ang mga panggigipit ay pantay, ang taas ng likido na haligi na may mas mataas na density ay magiging mas mababa kaysa sa taas ng haligi ng likido na may mas mababang density (Fig.).

Karanasan. Paano matukoy ang masa ng hangin.

Ang bigat ng hangin. Ang presyon ng Atmosfer.

Ang pagkakaroon ng presyon ng atmospera.

Ang presyur ng atmospera ay mas malaki kaysa sa presyon ng hindi pangkaraniwang hangin sa daluyan.

Ang gravity ay kumikilos sa hangin, gayundin sa anumang katawan na matatagpuan sa Earth, at, samakatuwid, ang hangin ay may timbang. Ang bigat ng hangin ay madaling makalkula, alam ang masa nito.

Ipapakita namin sa karanasan kung paano makalkula ang masa ng hangin. Upang gawin ito, kailangan mong kumuha ng isang matibay na baso ng baso na may isang stopper at isang goma tube na may isang salansan. Nag-pump kami ng hangin sa labas nito ng isang bomba, pisilin ang tubo na may isang salansan at balansehin ito sa balanse. Pagkatapos, ang pagbubukas ng salansan sa tube ng goma, hayaan ang hangin. Ang balanse ng balanse ay lalabag. Upang maibalik ito, ang mga timbang ay kailangang ilagay sa isa pang pan panimbang, ang masa kung saan ay magiging katumbas ng masa ng hangin sa dami ng bola.

Itinatag ng mga eksperimento na sa temperatura ng 0 ° C at normal na presyon ng atmospera, ang mass ng hangin na 1 m 3 ay 1.29 kg. Ang bigat ng hangin na ito ay madaling makalkula:

P \u003d gm, P \u003d 9.8 N / kg 1.29 kg ≈ 13 N.

Tinawag ang air sobre na nakapaligid sa Earth ang kapaligiran   (mula sa Greek kapaligiran  - singaw, hangin, at saklaw  - bola).

Ang kapaligiran, tulad ng mga obserbasyon sa paglipad ng mga artipisyal na satellite ng satellite, ay umaabot sa isang taas ng ilang libong kilometro.

Dahil sa grabidad, ang itaas na kapaligiran, tulad ng tubig sa karagatan, ay pumipilit sa mas mababang mga layer. Ang layer ng hangin na katabi ng Daigdig ay pinaka-compress at, ayon sa batas ng Pascal, ang paglilipat ng presyon ay inilapat sa lahat ng direksyon.

Bilang resulta nito, ang ibabaw ng lupa at ang mga katawan na matatagpuan dito ay nakakaranas ng presyon ng buong kapal ng hangin, o, tulad ng karaniwang sinasabi sa mga ganitong kaso, karanasan presyon ng atmospera .

Ang pagkakaroon ng presyon ng atmospheric ay maaaring ipaliwanag ang marami sa mga phenomena na nakatagpo natin sa buhay. Isaalang-alang natin ang ilan sa kanila.

Ang figure ay nagpapakita ng isang glass tube, sa loob kung saan mayroong isang piston na umaangkop sa snugly laban sa mga dingding ng tubo. Ang dulo ng tubo ay binabaan. Kung itinaas mo ang piston, pagkatapos ay tataas din ang tubig sa likod nito.

Ang kababalaghang ito ay ginagamit sa mga bomba ng tubig at ilang iba pang mga aparato.

Ang figure ay nagpapakita ng isang cylindrical vessel. Ito ay sarado ng isang stopper, kung saan ipinasok ang isang tubo na may isang gripo. Ang hangin ay pumped sa labas ng daluyan sa pamamagitan ng isang bomba. Pagkatapos ang dulo ng tubo ay inilalagay sa tubig. Kung binuksan mo na ngayon ang gripo, kung gayon ang bukal ng tubig ay sasabog sa loob ng daluyan. Ang tubig ay pumapasok sa daluyan dahil ang presyon ng atmospera ay mas malaki kaysa sa presyon ng rarefied air sa daluyan.

Bakit may isang air shell ng Earth.

Tulad ng lahat ng katawan, ang mga molekula ng gas na bumubuo sa air sobre ng Earth ay nakakaakit sa Earth.

Ngunit bakit pagkatapos silang lahat ay hindi mahuhulog sa ibabaw ng Lupa? Paano ang air sobre ng Earth, ang kapaligiran nito? Upang maunawaan ito, dapat isaalang-alang ng isa na ang mga molekula ng gas ay nasa isang tuluy-tuloy at random na paggalaw. Ngunit pagkatapos ay may isa pang tanong na lumitaw: bakit ang mga molekulang ito ay hindi lumilipad sa espasyo sa mundo, iyon ay, sa espasyo.

Upang ganap na iwanan ang Earth, ang isang molekula, tulad ng isang sasakyang pangalangaang o isang rocket, ay dapat magkaroon ng napakataas na bilis (hindi bababa sa 11.2 km / s). Ito ang tinatawag na pangalawang bilis ng puwang. Ang bilis ng karamihan sa mga molekula ng air sobre ng Earth ay mas mababa kaysa sa bilis ng cosmic na ito. Samakatuwid, ang karamihan sa mga ito ay nakatali sa Earth sa pamamagitan ng grabidad, isang negligible na bilang ng mga molekula na lumipad mula sa Earth sa kalawakan.

Ang random na paggalaw ng mga molekula at ang pagkilos ng grabidad sa mga ito ay nagreresulta sa mga molekulang gas na lumulubog sa kalawakan malapit sa Lupa, na bumubuo ng isang air shell, o sa kapaligiran na alam natin.

Ipinapakita ng mga pagsukat na ang density ng hangin ay bumababa nang mabilis na may taas. Kaya, sa isang taas na 5.5 km sa itaas ng Earth, ang density ng hangin ay 2 beses na mas mababa kaysa sa density nito sa ibabaw ng Earth, sa isang taas na 11 km - 4 na beses na mas kaunti, at iba pa.Ang mas mataas, ang payat sa hangin. At sa wakas, sa pinakamataas na mga layer (daan-daang at libu-libong mga kilometro sa itaas ng Lupa), ang kapaligiran ay unti-unting lumiliko sa puwang na walang hangin. Ang air sobre ng Earth ay walang malinaw na hangganan.

Mahigpit na pagsasalita, dahil sa pagkilos ng grabidad, ang density ng gas sa anumang saradong sisidlan ay hindi pareho sa buong dami ng daluyan. Sa ilalim ng daluyan, ang density ng gas ay mas malaki kaysa sa mga itaas na bahagi nito, samakatuwid, ang presyon sa daluyan ay hindi pareho. Sa ilalim ng daluyan ito ay mas malaki kaysa sa itaas. Gayunpaman, para sa gas na nakapaloob sa daluyan, ang pagkakaiba-iba sa density at presyon ay napakaliit na sa maraming mga kaso maaari itong ganap na hindi papansinin, alamin lamang tungkol dito. Ngunit para sa isang kapaligiran na umaabot ng higit sa libong kilometro, ang pagkakaiba na ito ay makabuluhan.

Pagsukat ng presyon ng atmospera. Ang karanasan ni Torricelli.

Ang presyon ng atmospera ay hindi maaaring kalkulahin gamit ang pormula para sa pagkalkula ng presyon ng isang haligi ng likido (§ 38). Para sa pagkalkula na ito, kailangan mong malaman ang taas ng kapaligiran at kapal ng hangin. Ngunit ang kapaligiran ay walang tiyak na hangganan, at ang density ng hangin sa iba't ibang taas. Gayunpaman, ang presyon ng atmospera ay maaaring masukat gamit ang karanasan na iminungkahi sa ika-17 siglo ng mga siyentipiko ng Italya Evangelista torricelli , isang mag-aaral ng Galileo.

Ang eksperimento ni Torricelli ay ang mga sumusunod: isang glass tube na mga 1 m ang haba, na tinatakan sa isang dulo, napupuno ng mercury. Pagkatapos, mahigpit na isinasara ang pangalawang dulo ng tubo, ito ay nakabukas at ibinaba sa isang tasa na may mercury, kung saan ang dulo ng tubo na ito ay binuksan sa ilalim ng antas ng mercury. Tulad ng sa anumang eksperimento na may likido, ang bahagi ng mercury ay ibinuhos sa tasa, habang ang bahagi nito ay nananatili sa tubo. Ang taas ng haligi ng mercury na natitira sa tubo ay humigit-kumulang na 760 mm. Walang hangin sa itaas ng mercury sa loob ng tubo, mayroong isang walang hangin na puwang, kaya't walang gas na pinipilit ang haligi ng mercury sa loob ng tubo at hindi nakakaapekto sa mga sukat.

Si Torricelli, na nagmungkahi ng karanasan na inilarawan sa itaas, ay nagbigay ng kanyang paliwanag. Ang kapaligiran ay pumindot sa ibabaw ng mercury sa tasa. Ang mercury ay nasa balanse. Kaya ang presyon sa tubo ay nasa aa1 (tingnan ang fig.) Ay katumbas ng presyon ng atmospera. Kapag nagbago ang presyon ng atmospera, nagbabago rin ang taas ng haligi ng mercury sa tubo. Sa pagtaas ng presyon, ang haligi ay tumatagal. Sa pagbaba ng presyon - ang haligi ng mercury ay bumababa sa taas nito.

Ang presyon sa tubo sa antas ng aa1 ay nilikha ng bigat ng haligi ng mercury sa tubo, dahil walang hangin sa itaas na bahagi ng tubo sa itaas ng mercury. Sumusunod iyon ang presyon ng atmospera ay katumbas ng presyon ng haligi ng mercury sa tubo i.e.

p  atm \u003d p  mercury.

Ang mas mataas na presyon ng atmospera, mas mataas ang haligi ng mercury sa eksperimento sa Torricelli. Samakatuwid, sa pagsasagawa, ang presyon ng atmospera ay maaaring masukat sa taas ng haligi ng mercury (sa milimetro o sentimetro). Kung, halimbawa, ang presyon ng atmospera ay 780 mm Hg. Art. (sinasabi nila "milimetro ng mercury"), nangangahulugan ito na ang hangin ay gumagawa ng parehong presyon bilang isang patayong haligi ng mercury na may taas na 780 mm.

Samakatuwid, sa kasong ito, ang 1 milimetro ng mercury (1 mmHg) ay kinuha bilang yunit ng pagsukat ng presyon ng atmospera. Hanapin ang ratio sa pagitan ng yunit na ito at ang yunit na alam natin - pascal  (Pa).

Ang presyon ng isang haligi ng mercury ρ ng mercury 1 mm mataas ay:

p = g ρ, p  \u003d 9.8 N / kg · 13 600 kg / m 3 · 0.001 m ≈ 133.3 Pa.

Kaya, 1 mmHg. Art. \u003d 133.3 Pa.

Sa kasalukuyan, ang presyon ng atmospera ay karaniwang sinusukat sa mga hectopascals (1 hPa \u003d 100 Pa). Halimbawa, sa mga ulat ng panahon maaari itong ipahayag na ang presyon ay 1013 hPa, na kung saan ay kapareho ng 760 mmHg. Art.

Sinusubaybayan araw-araw ang taas ng haligi ng mercury sa tubo, natagpuan ni Torricelli na nagbabago ang altitude na ito, iyon ay, ang presyon ng atmospera ay hindi matatag, maaari itong dagdagan at bawasan. Nabanggit din ni Torricelli na ang presyur ng atmospera ay nauugnay sa mga pagbabago sa panahon.

Kung ilakip mo ang isang vertical scale sa mercury tube na ginamit sa eksperimento sa Torricelli, nakakakuha ka ng pinakasimpleng aparato - mercury barometer   (mula sa Greek baros  - kalubhaan metreo  - sukatin). Naghahain ito upang masukat ang presyon ng atmospera.

Ang barometer ay isang aneroid.

Sa pagsasagawa, tinawag ang isang metal barometer aneroid   (isinalin mula sa Greek - walang likido) Ito ang tinatawag na barometer dahil hindi ito naglalaman ng mercury.

Ang hitsura ng aneroid ay ipinapakita sa figure. Ang pangunahing bahagi nito ay isang metal box 1 na may isang kulot (corrugated) na ibabaw (tingnan ang iba pang mga igos.) Ang hangin ay pumped sa labas ng kahon na ito, at upang ang presyur ng atmospera ay hindi crush ang kahon, ang takip nito 2 ay nakuha nang paitaas sa isang tagsibol. Sa pagtaas ng presyon ng atmospera, ang takip ay yumuko at hinila ang tagsibol. Kapag bumababa ang presyur, itinutuwid ng tagsibol ang takip. Ang isang pointer arrow 4 ay nakadikit sa tagsibol gamit ang isang mekanismo ng paghahatid 3, na gumagalaw sa kanan o kaliwa kapag nagbabago ang presyon. Ang isang scale ay pinalakas sa ilalim ng arrow, ang mga dibisyon kung saan ay naka-plot ayon sa patotoo ng isang mercury barometer. Kaya, ang bilang na 750, na kung saan ang arrow ng aneroid ay nakatayo (tingnan. Fig.), Ipinapakita na sa sandaling ito sa mercury barometer ang taas ng haligi ng mercury ay 750 mm.

Samakatuwid, ang presyon ng atmospera ay 750 mm RT. Art. o ≈ 1000 hPa.

Napakahalaga ng halaga ng presyon ng atmospheric para sa paghuhula ng panahon sa mga darating na araw, dahil ang pagbabago sa presyon ng atmospera ay nauugnay sa isang pagbabago sa panahon. Ang isang barometer ay isang kinakailangang instrumento para sa mga obserbasyon ng meteorological.

Atmospheric pressure sa iba't ibang taas.

Sa isang likido, ang presyon, tulad ng alam natin, ay depende sa density ng likido at ang taas ng haligi nito. Dahil sa mababang compressibility, ang density ng likido sa iba't ibang kalaliman ay halos pareho. Samakatuwid, ang pagkalkula ng presyon, isinasaalang-alang namin ang pare-pareho ng density nito at isinasaalang-alang lamang ang pagbabago sa taas.

Ang sitwasyon ay mas kumplikado sa mga gas. Ang mga gas ay lubos na nakaka-compress. At ang mas malakas na gas ay naka-compress, mas malaki ang density nito, at mas malaki ang presyon na ginagawa nito. Pagkatapos ng lahat, ang presyon ng gas ay nilikha ng epekto ng mga molekula nito sa ibabaw ng katawan.

Ang mga layer ng hangin na malapit sa ibabaw ng Earth ay na-compress ng lahat ng mga overlying layer ng hangin sa itaas ng mga ito. Ngunit ang mas mataas na layer ng hangin mula sa ibabaw, mas mahina ito ay na-compress, mas mababa ang density nito. Dahil dito, ang mas kaunting presyon na ginagawa niya. Kung, halimbawa, ang isang lobo ay tumataas sa ibabaw ng Lupa, kung gayon ang presyon ng hangin sa lobo ay nagiging mas kaunti. Nangyayari ito hindi lamang dahil ang taas ng haligi ng hangin sa itaas nito ay bumababa, ngunit din dahil bumababa ang density ng hangin. Sa itaas ito ay mas maliit kaysa sa ibaba. Samakatuwid, ang pag-asa ng presyon ng hangin sa taas ay mas kumplikado kaysa likido.

Ipinapakita ng mga obserbasyon na ang presyon ng atmospera sa mga lugar na nasa antas ng dagat ay, sa average, 760 mm Hg. Art.

Ang presyur ng atmospera na katumbas ng presyon ng isang haligi ng mercury na may taas na 760 mm sa temperatura ng 0 ° C ay tinatawag na normal na presyon ng atmospera.

Normal na presyon ng atmospera  katumbas ng 101 300 Pa \u003d 1013 hPa.

Ang mas mataas na taas, mas mababa ang presyon.

Sa maliit na pagtaas, sa average, para sa bawat 12 m ng pagtaas ng presyon ay bumababa ng 1 mm Hg. Art. (o 1.33 hPa).

Alam ang pag-asa ng presyon sa taas, posible na matukoy ang taas sa itaas ng taas ng barometer. Ang mga aneroid na may sukat kung saan maaari mong direktang sukatin ang taas ay tinatawag na altimeter . Ginagamit ang mga ito sa aviation at kapag ang pag-akyat ng mga bundok.

Manometer.

Alam na natin na ang mga barometro ay ginagamit upang masukat ang presyon ng atmospera. Upang masukat ang mga presyur na mas mataas o mas mababa kaysa sa atmospheric, ginamit manometer   (mula sa Greek manos  - bihirang, maluwag metreo  - sukatin). Mga panukat ng presyon likido  at metal.

Isaalang-alang muna natin ang aparato at pagkilos buksan ang likidong manometro. Binubuo ito ng isang dalawang tubo ng baso ng tuhod kung saan ibubuhos ang ilang likido. Ang likido ay naka-install sa parehong mga tuhod sa parehong antas, dahil tanging ang presyon ng atmospera ay kumikilos sa ibabaw nito sa mga tuhod ng daluyan.

Upang maunawaan kung paano gumagana ang tulad ng isang pressure gauge, maaari itong konektado sa isang goma tube sa isang bilog na kahon ng flat, isang gilid na kung saan ay mahigpit na may isang goma film. Kung pinindot mo ang pelikula gamit ang iyong daliri, ang antas ng likido sa siko ng manometer na konektado sa kahon ay bababa, at sa iba pang siko ito ay tataas. Ano ang dahilan nito?

Ang pagpindot sa pelikula ay nagdaragdag ng presyon ng hangin sa kahon. Ayon sa batas ni Pascal, ang pagtaas ng presyon na ito ay ipinapadala din sa likido sa siko ng pressure gauge na nakadikit sa kahon. Samakatuwid, ang presyon sa likido sa tuhod na ito ay magiging mas malaki kaysa sa iba pa, kung saan lamang ang presyon ng atmospera ay kumikilos sa likido. Sa ilalim ng pagkilos ng puwersa ng labis na presyur na ito, ang likido ay magsisimulang ilipat. Sa isang tuhod na may naka-compress na hangin, ang likido ay bumababa; sa iba pa, babangon ito. Ang likido ay darating sa balanse (huminto) kapag ang labis na presyon ng naka-compress na hangin ay balanse sa pamamagitan ng presyon na gumagawa ng labis na haligi ng likido sa iba pang siko ng presyon ng sukat.

Ang mas malakas na presyon sa pelikula, mas mataas ang labis na haligi ng likido, mas malaki ang presyon nito. Samakatuwid ang mga pagbabago sa presyon ay maaaring hatulan sa taas ng labis na haligi na ito.

Ipinapakita ng figure kung paano maaaring masukat ng tulad ng isang manometer ang presyon sa loob ng likido. Ang mas malalim na tubo ay nalubog sa likido, mas malaki ang pagkakaiba sa taas ng likidong mga haligi sa mga siko ng manometer ay nagiging, samakatuwid, at mas maraming presyon ang gumagawa ng likido.

Kung na-install mo ang kahon ng aparato sa ilang lalim sa loob ng likido at i-on ito sa pelikula, pataas at pababa, kung gayon ang presyon ng sukat ay hindi magbabago. Dapat ito ay, sapagkat sa parehong antas sa loob ng likido, ang presyon ay pareho sa lahat ng mga direksyon.

Ipinapakita ng figure metal na sukat ng presyon . Ang pangunahing bahagi ng tulad ng isang manometer ay isang metal pipe na baluktot sa isang pipe 1 isang dulo ng kung saan ay sarado. Ang iba pang mga dulo ng tubo na may isang gripo 4   nakikipag-usap sa daluyan kung saan sinusukat ang presyon. Sa pagtaas ng presyur, ang tubo ay yumuko. Ang paggalaw ng sarado nitong pagtatapos ng isang pingga 5   at cogs 3   ipinasa sa arrow 2 paglipat ng malapit sa laki ng aparato. Sa pagbaba ng presyur, ang tubo, dahil sa pagkalastiko nito, ay bumalik sa dati nitong posisyon, at ang arrow ay bumalik sa division ng zero scale.

Piston fluid pump.

Sa eksperimento na sinuri namin nang mas maaga (§ 40), natagpuan na ang tubig sa isang baso na tubo sa ilalim ng presyon ng atmospera ay bumangon sa likod ng piston. Ito ang batayan ng pagkilos piston  mga bomba.

Ang bomba ay ipinakita sa eskematiko sa pigura. Binubuo ito ng isang silindro, sa loob ng kung saan pataas at pababa, snug laban sa mga pader ng daluyan, ang piston 1 . Sa ilalim ng silindro at sa piston mismo, naka-install ang mga balbula. 2 pagbubukas lamang. Kapag ang piston ay gumagalaw paitaas, ang tubig sa ilalim ng presyon ng atmospheric ay pumapasok sa pipe, itinaas ang ilalim na balbula at gumagalaw sa likod ng piston.

Kapag gumagalaw ang piston, ang tubig sa ilalim ng piston ay pumindot sa ilalim na balbula at magsasara ito. Kasabay nito, sa ilalim ng presyon ng tubig, ang balbula sa loob ng piston ay bubukas at ang tubig ay pumasa sa puwang sa itaas ng piston. Sa susunod na ang piston ay gumagalaw paitaas, ang tubig sa itaas ay tumataas sa lugar kasama nito, na ibinubuhos sa pipe ng outlet. Kasabay nito, ang isang bagong bahagi ng tubig ay tumataas sa likod ng piston, na, sa kasunod na pagbaba ng piston, ay nasa itaas nito, at ang buong pamamaraan na ito ay paulit-ulit na paulit-ulit habang ang pump ay gumagana.

Hydraulic press.

Pinapayagan ka ng Batas ng Pascal na maipaliwanag ang pagkilos haydroliko machine   (mula sa Greek hydravlycos  - tubig). Ito ang mga makina na ang operasyon ay batay sa mga batas ng paggalaw at balanse ng likido.

Ang pangunahing bahagi ng haydroliko machine ay dalawang mga cylinders ng iba't ibang mga diameters, nilagyan ng mga piston at isang koneksyon tube. Ang puwang sa ilalim ng mga piston at tubo ay puno ng likido (karaniwang mineral na langis). Ang mga taas ng likidong mga haligi sa parehong mga cylinder ay pareho hanggang ang mga puwersa ay kumikilos sa mga piston.

Ipagpalagay na ang mga puwersa F  1 at F  2 - ang mga puwersa na kumikilos sa mga piston, S  1 at S 2 - ang lugar ng mga piston. Ang presyon sa ilalim ng una (maliit) na piston p 1 = F 1 / S  1, at sa ilalim ng pangalawa (malaki) p 2 = F 2 / S  2. Ayon sa batas ni Pascal, ang presyon sa pamamahinga ay pantay na ipinapadala sa lahat ng mga direksyon, i.e. p 1 = p  2 o F 1 / S 1 = F 2 / S  2, mula sa:

F 2 / F 1 = S 2 / S 1 .

Samakatuwid ang kapangyarihan F 2 maraming beses na higit na kapangyarihan F 1 , kung gaano karaming beses ang lugar ng isang malaking piston ay mas malaki kaysa sa lugar ng isang maliit na piston. Halimbawa, kung ang lugar ng isang malaking piston ay 500 cm 2, at ang isang maliit na piston ay 5 cm 2, at isang puwersa ng 100 N kumilos sa isang maliit na piston, kung gayon ang isang puwersa na 100 beses na mas malaki, iyon ay, 10,000 N., ay kumilos sa isang mas malaking piston.

Kaya, sa tulong ng isang haydroliko machine, posible na balansehin ang isang mas malaking puwersa na may isang maliit na puwersa.

Saloobin F 1 / F  2 ay nagpapakita ng isang pakinabang sa lakas. Halimbawa, sa halimbawa sa itaas, ang pagkakaroon ng lakas ay 10,000 N / 100 N \u003d 100.

Tinawag ang hydraulic machine na ginagamit para sa pagpindot (pisilin) haydroliko pindutin .

Ginagamit ang mga hydraulic press kung saan kinakailangan ang malaking lakas. Halimbawa, para sa pagpiga ng langis mula sa mga buto sa mga mill mill ng langis, para sa pagpindot ng playwud, karton, hay. Sa mga metalurhiko na halaman, ang mga haydroliko na pagpindot ay ginagamit upang gumawa ng mga shaft ng bakal ng mga makina, gulong ng tren, at maraming iba pang mga produkto. Ang mga modernong hydraulic press ay maaaring bumuo ng sampu-sampung daan-daang milyong mga newtons.

Ang hydraulic press na aparato ay ipinakita sa eskematiko sa pigura. Ang pinindot na katawan 1 (A) ay inilalagay sa isang platform na konektado sa isang malaking piston 2 (B). Ang maliit na piston 3 (D) ay lumilikha ng maraming presyon sa likido. Ang presyur na ito ay inililipat sa bawat punto ng likido na pinupuno ang mga cylinders. Samakatuwid, ang parehong presyon ay kumikilos sa pangalawa, malaking piston. Ngunit dahil ang lugar ng 2nd (malaki) na piston ay mas malaki kaysa sa lugar ng maliit, ang puwersa na kumikilos sa ito ay magiging mas malaki kaysa sa puwersa na kumikilos sa piston 3 (D). Sa ilalim ng impluwensya ng puwersa na ito, tataas ang piston 2 (B). Habang tumataas ang piston 2 (B), ang katawan (A) ay nanatili laban sa nakapirming itaas na platform at mga kontrata. Gamit ang isang pressure gauge 4 (M), sinusukat ang presyon ng likido. Ang balbula ng kaligtasan 5 (P) ay awtomatikong magbubukas kapag ang presyon ng likido ay lumampas sa pinapayagan na halaga.

Mula sa isang maliit na silindro hanggang sa isang malaking likido ay pumped sa pamamagitan ng paulit-ulit na paggalaw ng maliit na piston 3 (D). Ginagawa ito bilang mga sumusunod. Kapag ang maliit na piston (D) ay nakataas, ang balbula 6 (K) ay nagbubukas at ang likido ay sinipsip sa puwang sa ilalim ng piston. Kapag ibinaba ang maliit na piston sa ilalim ng pagkilos ng presyon ng likido, ang balbula 6 (K) ay nagsasara, at ang balbula 7 (K ") ay magbubukas, at ang likido ay ipinapasa sa isang malaking sisidlan.

Ang epekto ng tubig at gas sa katawan ay nalubog sa kanila.

Sa ilalim ng tubig, madali nating maiangat ang isang bato, na bahagya na bumangon sa hangin. Kung inilagay mo ang tapon sa ilalim ng tubig at hayaang lumabas mula sa iyong mga kamay, mag-pop up ito. Paano maipaliwanag ang mga kababalaghan na ito?

Alam namin (§ 38) na ang likido ay pumipilit sa ilalim at mga pader ng isang sisidlan. At kung ang ilang solid ay inilalagay sa loob ng likido, pagkatapos ay mapapailalim din ito sa presyon, tulad ng mga dingding ng daluyan.

Isaalang-alang ang mga puwersa na kumikilos mula sa gilid ng likido sa katawan na nakalubog dito. Upang gawing mas madali ang pangangatuwiran, pipiliin namin ang isang katawan na may hugis ng isang parallelepiped na may mga base na kahanay sa ibabaw ng likido (Fig.). Ang mga puwersa na kumikilos sa mga susunod na panig ng katawan ay pantay-pantay sa mga pares at balansehin ang bawat isa. Sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersang ito, ang mga kontrata sa katawan. Ngunit ang mga puwersa na kumikilos sa itaas at mas mababang mga mukha ng katawan ay hindi pareho. Ang mga pagpindot sa tuktok na mukha mula sa itaas sa pamamagitan ng lakas F  1 haligi ng likido na mataas h  1. Sa antas ng mas mababang mukha, ang presyur ay gumagawa ng isang haligi ng likido na may taas h  2. Ang presyur na ito, tulad ng alam natin (§ 37), ay ipinadala sa loob ng likido sa lahat ng mga direksyon. Samakatuwid, sa ibabang mukha ng katawan mula sa ibaba hanggang sa lakas F  2 pinindot ang isang haligi ng mataas na likido h  2. Ngunit h  2 pa h  1, samakatuwid, ang modulus ng lakas F  2 pang power module F  1. Samakatuwid, ang katawan ay pinatalsik mula sa likido na may lakas F  out pantay sa pagkakaiba-iba ng mga puwersa F 2 - F  1, i.e.

Ngunit ang S · h \u003d V, kung saan ang V ay ang dami ng kahanay, at ang ρ W · V \u003d m w ay ang masa ng likido sa dami ng kahanay na linya. Samakatuwid

F out \u003d g · m W \u003d P W,

i.e. ang kahinahunan ay katumbas ng bigat ng likido sa dami ng katawan na nakalubog sa loob nito  (ang lakas ng lakas ay katumbas ng bigat ng isang likido ng parehong dami ng bilang ng dami ng isang katawan na nakalubog sa loob nito).

Ang pagkakaroon ng isang puwersa na nagtulak sa isang katawan sa labas ng isang likido ay madaling makita mula sa karanasan.

Sa larawan ngunit  ay naglalarawan ng isang katawan na nasuspinde mula sa isang tagsibol na may isang arrow-pointer sa dulo. Ang arrow ay minarkahan ang pagpapalawak ng tagsibol sa isang tripod. Kapag ang katawan ay pinakawalan sa tubig, ang mga tagsibol sa tagsibol (Fig., b) Ang parehong pagbawas sa tagsibol ay magaganap kung kumilos ka sa katawan mula sa ibaba hanggang sa ilang lakas, halimbawa, pindutin gamit ang iyong kamay (pag-angat).

Samakatuwid, kinukumpirma ng karanasan iyon ang isang katawan sa isang likido ay apektado ng isang puwersa na itinutulak ang katawan na iyon sa likido.

Sa mga gas, tulad ng alam natin, ang batas ng Pascal ay nalalapat din. Samakatuwid ang mga katawan sa isang gas ay apektado ng isang puwersa na itinulak sa kanila mula sa gas. Sa ilalim ng impluwensya ng puwersa na ito, tumataas ang mga lobo. Ang pagkakaroon ng isang puwersa na nagtulak sa isang katawan sa labas ng isang gas ay maaari ring sundin sa eksperimento.

Mag-hang kami ng isang baso na bola o isang malaking flask na sarado ng isang tapon sa isang pinaikling pan na may panimbang. Balanse ang balanse. Pagkatapos ay ang isang malawak na daluyan ay inilalagay sa ilalim ng flask (o bola) upang pumaligid ito sa buong prasko. Ang daluyan ay napuno ng carbon dioxide, na ang density ay mas malaki kaysa sa density ng hangin (samakatuwid, bumaba ang carbon dioxide at pinupunan ang sisidlan, inilipat ang hangin mula dito). Sa kasong ito, ang balanseng balanse ay nabalisa. Ang isang tasa na may isang nasuspindahang prasko ay tumataas (Fig.). Ang isang flask na nakalubog sa carbon dioxide ay may mas malaking lakas ng lakas kaysa sa kung saan kumikilos ito sa hangin.

Ang puwersa na itinulak ang katawan sa isang likido o gas ay nakadirekta sa tapat ng puwersa ng grabidad na inilalapat sa katawan na iyon.

Samakatuwid, ang pagpapahayag). Ipinapaliwanag nito kung bakit sa tubig ay madali nating nakataas ang mga katawan na bahagya nating hinahawakan.

Ang isang maliit na balde at isang cylindrical na katawan ay nasuspinde mula sa tagsibol (Fig., A). Ang arrow sa tripod ay nagpapahiwatig ng pag-igting sa tagsibol. Ipinapakita nito ang bigat ng katawan sa hangin. Ang pagpapataas ng katawan, isang daluyan ng paghahagis na puno ng likido sa antas ng casting tube ay nahalili sa ilalim nito. Pagkatapos nito, ang katawan ay ganap na nalubog sa likido (Fig., B). Kasabay nito bahagi ng likido, ang dami ng kung saan ay katumbas ng dami ng katawan, pinalabas  mula sa isang casting vessel sa isang baso. Ang mga kontrata sa tagsibol at ang pointer ng tagsibol ay tumataas, na nagpapahiwatig ng pagbaba ng timbang ng katawan sa likido. Sa kasong ito, bilang karagdagan sa grabidad, ang isa pang puwersa ay kumikilos sa katawan, na tinutulak ito mula sa likido. Kung ang likido ay ibinubuhos mula sa baso sa itaas na balde (i.e. ang isa na inilipat ng katawan), pagkatapos ay ang punong tagapagpayo ng tagsibol ay babalik sa paunang posisyon nito (Fig. C).

Batay sa karanasang ito, maaari nating tapusin iyon ang puwersa na nagtulak sa isang katawan na lubusang nalubog sa isang likido ay katumbas ng bigat ng likido sa dami ng katawan na ito . Nakarating kami sa parehong konklusyon sa § 48.

Kung ang isang katulad na eksperimento ay ginawa sa isang katawan na nalubog sa ilang uri ng gas, pagkatapos ay ipapakita iyon ang puwersa na itulak ang katawan sa labas ng gas ay katumbas din ng bigat ng gas na nakuha sa dami ng katawan .

Ang puwersa na nagtutulak sa katawan sa isang likido o gas ay tinatawag lakas ng Archimedeanbilang karangalan ng siyentipiko Archimedes   na unang itinuro ang pagkakaroon nito at kinakalkula ang halaga nito.

Kaya, kinumpirma ng karanasan na ang puwersa ng Archimedean (o buoyant) ay katumbas ng bigat ng likido sa dami ng katawan, i.e. F  A \u003d P  x \u003d g m g. Ang masa ng likido m w inilipat ng katawan ay maaaring ipahiwatig sa mga tuntunin ng density nito and w at ang dami ng katawan V t ay nalubog sa likido (dahil V w - ang dami ng likidong inilipat ng katawan ay V t - ang dami ng katawan na nalubog sa likido), i.e. m W \u003d ρ W · V t. Pagkatapos makuha natin:

F  A \u003d g ρ  f V  t

Dahil dito, ang puwersa ng Archimedean ay nakasalalay sa density ng likido kung saan ang katawan ay nahuhulog, at sa dami ng katawan na ito. Ngunit hindi ito nakasalalay, halimbawa, sa density ng sangkap ng katawan na nahuhulog sa likido, dahil ang halagang ito ay hindi kasama sa nakuha na formula.

Natutukoy namin ngayon ang bigat ng isang katawan na nalubog sa isang likido (o gas). Dahil ang dalawang puwersa na kumikilos sa katawan sa kasong ito ay nakadirekta sa kabaligtaran ng direksyon (gravity down, at Archimedean lakas up), ang bigat ng katawan sa likidong P 1 ay magiging mas mababa sa bigat ng katawan sa vacuum P \u003d gm  Lakas ng Archimedean F  A \u003d g m  w (saan m  g - masa ng likido o gas na inilipat ng katawan).

Sa ganitong paraan kung ang katawan ay nalubog sa isang likido o gas, pagkatapos ay nawawala ito sa timbang nito hangga't ang likido o gas na inilipat sa pamamagitan nito.

Halimbawa. Alamin ang lakas ng lakas na kumikilos sa isang bato na may dami na 1.6 m 3 sa tubig sa dagat.

Sinusulat namin ang kondisyon ng problema at lutasin ito.

Kung ang katawan ng pop-up ay umabot sa ibabaw ng likido, pagkatapos ay sa karagdagang paitaas na paggalaw nito ay bababa ang puwersa ng Archimedean. Bakit? Ngunit dahil ang dami ng bahagi ng katawan na nakalubog sa likido ay bababa, at ang puwersa ng Archimedean ay katumbas ng bigat ng likido sa dami ng bahagi ng katawan na nalubog sa loob nito.

Kapag ang puwersa ng Archimedean ay nagiging katumbas ng puwersa ng grabidad, ang katawan ay titigil at lumulutang sa ibabaw ng likido, na bahagyang nakalubog dito.

Ang nagresultang konklusyon ay madaling mapatunayan sa karanasan.

Ibuhos ang tubig sa daluyan ng paghahagis sa antas ng casting tube. Pagkatapos nito, ibabad namin ang lumulutang na katawan sa daluyan, pagkatapos timbangin ito sa hangin. Ang pagkakaroon ng bumaba sa tubig, ang katawan ay inilipat ang isang dami ng tubig na katumbas ng dami ng bahagi ng katawan na nalubog sa loob nito. Matapos timbangin ang tubig na ito, nalaman namin na ang bigat nito (ang lakas ng Archimedean) ay katumbas ng puwersa ng grabidad na kumikilos sa lumulutang na katawan, o ang bigat ng katawan na ito sa hangin.

Ang pagkakaroon ng parehong mga eksperimento sa anumang iba pang mga katawan na lumulutang sa iba't ibang mga likido - sa tubig, alkohol, solusyon sa asin, maaari nating tiyakin na kung ang isang katawan ay lumulutang sa isang likido, kung gayon ang bigat ng likido na inilipat ng ito ay katumbas ng bigat ng katawan na ito sa hangin.

Madali itong patunayan iyon kung ang density ng isang solidong solid ay mas malaki kaysa sa density ng isang likido, kung gayon ang katawan ay lumulubog sa tulad ng isang likido. Ang isang mas mababang density ng katawan ay lumulutang sa likido na ito. Ang isang piraso ng bakal, halimbawa, ay nalunod sa tubig, ngunit lumulutang sa mercury. Ang isang katawan na ang density ay katumbas ng density ng likido ay nananatili sa balanse sa loob ng likido.

Ang mga lumulutang na yelo sa ibabaw ng tubig, dahil ang density nito ay mas mababa sa density ng tubig.

Ang mas mababang kapal ng katawan kumpara sa density ng likido, mas maliit ang katawan ay nalubog sa likido .

Sa pantay na mga density ng katawan at likido, ang katawan ay lumulutang sa loob ng likido sa anumang lalim.

Ang dalawang hindi magagawang likido, tulad ng tubig at kerosene, ay matatagpuan sa daluyan alinsunod sa kanilang mga density: sa ibabang bahagi ng daluyan ay mas matitubig na tubig (ρ \u003d 1000 kg / m 3), sa itaas ay mas magaan na kerosene (ρ \u003d 800 kg / m 3) .

Ang average na density ng mga nabubuhay na organismo na naninirahan sa aquatic na kapaligiran ay naiiba sa kaibahan ng tubig, kaya ang kanilang timbang ay halos ganap na balanse ng puwersa ng Archimedean. Salamat sa ito, ang mga hayop na nabubuhay sa tubig ay hindi nangangailangan ng gayong malakas at napakalaking mga balangkas bilang mga terrestrial. Para sa parehong kadahilanan, ang mga putol ng aquatic na halaman ay nababanat.

Ang pantog sa paglangoy ng isda ay madaling nagbabago sa dami nito. Kapag ang mga isda sa tulong ng mga kalamnan ay bumaba sa isang malaking lalim, at ang presyon ng tubig sa ito ay nagdaragdag, ang mga kontrata ng bubble, ang dami ng katawan ng mga isda ay bumababa, at hindi ito pinipilit, ngunit lumulutang nang malalim. Kaya, ang mga isda ay maaaring, sa loob ng ilang mga limitasyon, ayusin ang lalim ng pagsisid nito. Ang mga bao ay nag-aayos ng kanilang malalim na diving sa pamamagitan ng pagbawas at pagtaas ng kapasidad ng baga.

Naglulayag na mga barko.

Ang mga Vessels na lumulutang sa mga ilog, lawa, dagat at karagatan ay itinayo ng iba't ibang mga materyales na may iba't ibang mga density. Karaniwang gawa sa bakal sheet ang hull. Ang lahat ng mga panloob na fastener na nagbibigay lakas ng mga barko ay gawa din sa mga metal. Para sa pagtatayo ng mga barko, ang iba't ibang mga materyales ay ginagamit na may parehong mas mataas at mas mababang mga density sa paghahambing sa tubig.

Dahil sa kung ano ang nananatili sa mga barko, sumakay at magdala ng malalaking pagkarga?

Ang eksperimento na may isang lumulutang na katawan (§ 50) ay nagpakita na ang katawan ay lumipat sa sobrang tubig na may bahagi sa ilalim ng dagat na sa pamamagitan ng timbang ng tubig na ito ay katumbas ng bigat ng katawan sa hangin. Totoo rin ito para sa anumang barko.

Ang bigat ng tubig na inilipat ng ilalim ng dagat na bahagi ng daluyan ay katumbas ng bigat ng daluyan na may karga sa hangin o gravity na kumikilos sa daluyan na may kargamento.

Ang lalim kung saan ang barko ay nalulubog sa tubig ay tinatawag draft . Ang pinakamalaking pinapayagan na draft ay minarkahan sa katawan ng barko na may isang pulang linya na tinatawag waterline   (mula sa Dutch. tubig  - tubig).

Ang bigat ng tubig na inilipat ng daluyan kapag sumisid sa linya ng tubig, na katumbas ng puwersa ng grabidad na kumikilos sa daluyan na may karga, ay tinatawag na pag-aalis ng daluyan.

Sa kasalukuyan, ang mga barko na may pag-aalis ng 5,000,000 kN (5 · 10 6 kN) at higit pa ay itinatayo para sa transportasyon ng langis, iyon ay, pagkakaroon ng isang masa na 500,000 tonelada (5 · 10 5 t) at higit pa sa mga kargamento.

Kung ibabawas namin ang bigat ng daluyan mismo mula sa pag-aalis, pagkatapos makuha namin ang kapasidad ng daluyan na ito. Ang kapasidad ng paglo-load ay nagpapahiwatig ng bigat ng karga na dala ng barko.

Ang paggawa ng paggawa ng barko ay umiiral kahit na sa Sinaunang Egypt, sa Phenicia (pinaniniwalaan na ang mga Phoenician ay isa sa mga pinakamahusay na gawa sa barko), Sinaunang Tsina.

Sa Russia, ang paggawa ng mga barko ay nagmula sa pagliko ng 17-18 na siglo. Karamihan sa mga pandigma ay itinayo, ngunit sa Russia na ang unang icebreaker, mga barko na may panloob na pagkasunog ng engine, at ang atomic icebreaker na Artiko ay itinayo.

Lobo.

Isang pagguhit na may paglalarawan ng lobo ng mga kapatid sa Montgolfier noong 1783: "Ang pagtingin at eksaktong sukat ng" Globe balloon, na siyang una. " 1786

Mula noong sinaunang panahon, pinangarap ng mga tao ang posibilidad na lumipad sa itaas ng mga ulap, lumalangoy sa mahangin na karagatan, habang naglalakbay sila sa buong dagat. Para sa aeronautics

sa una, ang mga lobo ay ginamit, na kung saan ay napuno ng pinainit na hangin, o may hydrogen o helium.

Upang ang isang lobo ay tumaas sa hangin, kinakailangan na ang puwersa ng Archimedean (pagtulak) F  At kumikilos sa bola, nagkaroon ng higit na grabidad F  mabigat, i.e. F  A\u003e F  mabigat

Habang tumataas ang bola, ang puwersa ng Archimedean na kumikilos dito ay bumababa ( F  A \u003d gρV), dahil ang density ng itaas na kapaligiran ay mas mababa kaysa sa ibabaw ng Earth. Upang tumaas nang mas mataas, ang isang espesyal na ballast (load) ay bumaba mula sa bola at pinadali nito ang bola. Sa huli, ang bola ay umaabot sa pinakamataas na taas ng pag-angat nito. Upang bawasan ang bola mula sa shell nito sa tulong ng isang espesyal na balbula, isang bahagi ng gas ang pinakawalan.

Sa pahalang na direksyon, ang lobo ay gumagalaw lamang sa ilalim ng impluwensya ng hangin, kaya't tinawag ito lobo   (mula sa Greek hangin  - hangin stato  - sulit). Upang pag-aralan ang itaas na mga layer ng kapaligiran, ang stratosphere, hindi pa katagal, ang mga malaking lobo ay ginamit - stratostats .

Bago nila natutunan kung paano magtayo ng malalaking eroplano para sa pagdadala ng mga pasahero at mga kargamento sa pamamagitan ng hangin, ginamit ang mga gabay na lobo - mga sasakyang panghimpapawid. Mayroon silang isang pinahabang hugis, isang gondola na may isang engine ay nasuspinde sa ilalim ng katawan, na nagtutulak sa propeller.

Ang lobo ay hindi lamang tumataas sa sarili nito, ngunit maaari ring magtaas ng isang tiyak na pagkarga: ang cabin, mga tao, mga kasangkapan. Samakatuwid, upang malaman kung anong uri ng kargamento ang maaaring magtaas ng isang lobo, kinakailangan upang matukoy ito lakas ng pag-angat.

Hayaan, halimbawa, ang isang lobo na 40 m 3 na puno ng helium ay ilulunsad sa hangin. Ang masa ng helium na pinupuno ang shell ng bola ay magiging katumbas ng:
  m Ge \u003d ρ Ge · V \u003d 0.1890 kg / m 3 · 40 m 3 \u003d 7.2 kg,
  at ang bigat nito ay:
  P Ge \u003d g · m Ge; P Ge \u003d 9.8 N / kg 7.2 kg \u003d 71 N.
  Ang lakas ng lakas (Archimedean) na kumikilos sa bola na ito sa hangin ay katumbas ng bigat ng hangin na may dami ng 40 m 3, i.e.
  F A \u003d \u200b\u200bg · ρ hangin V; F A \u003d \u200b\u200b9.8 N / kg · 1.3 kg / m 3 · 40 m 3 \u003d 520 N.

Nangangahulugan ito na ang bola na ito ay maaaring mag-angat ng isang load na may timbang na 520 N - 71 N \u003d 449 N. Ito ang lakas ng pag-aangat nito.

Ang isang bola ng parehong dami, ngunit napuno ng hydrogen, ay maaaring mag-angat ng isang pag-load ng 479 N. Samakatuwid, ang lakas ng pag-aangat nito ay mas malaki kaysa sa isang bola na puno ng helium. Ngunit pa rin, ang helium ay ginagamit nang mas madalas, dahil hindi ito masunog at samakatuwid ay mas ligtas. Ang hydrogen ay isang sunugin na gas.

Madali itong maiangat at ibinaba ang isang bola na puno ng mainit na hangin. Upang gawin ito, ang isang burner ay matatagpuan sa ilalim ng butas na matatagpuan sa ibabang bahagi ng bola. Gamit ang isang gas burner, maaari mong ayusin ang temperatura ng hangin sa loob ng bola, na nangangahulugang density nito at kahinahunan. Upang gawing mas mataas ang bola, painitin ang hangin sa loob nito nang sapat, pinatataas ang siga ng burner. Habang bumababa ang apoy ng burner, bumababa ang temperatura ng hangin sa bola, at bumaba ang bola.

Maaari kang pumili ng isang temperatura ng bola kung saan ang bigat ng bola at ang cabin ay magiging katumbas ng lakas ng lakas. Pagkatapos ang bola ay mag-hang sa hangin, at magiging madali itong gumawa ng mga obserbasyon mula dito.

Sa pagbuo ng agham, ang mga makabuluhang pagbabago ay naganap sa aeronautical engineering. Naging posible na gumamit ng mga bagong shell para sa mga lobo, na naging matibay, lumalaban sa hamog na nagyelo at magaan.

Ang mga pagsulong sa larangan ng engineering ng radyo, elektronika, at automation ay pinahihintulutan ang pagtatayo ng mga walang lobo na lobo. Ang mga lobo na ito ay ginagamit upang pag-aralan ang mga alon ng hangin, para sa heograpikal at biomedical na pananaliksik sa mas mababang kapaligiran.



 


Basahin:



Teknolohiya sa pagtanggal ng topsoil

Teknolohiya sa pagtanggal ng topsoil

a) Ang mga sukat ng hukay (ilalim): Haba: 60 m, Lapad: 50 m, Lalim: 4.5 m. b) Lupa: loam) Kapal ng layer ng halaman: 0.2 m. g) Distansya sa ...

Tinantya ng drywall: payo mula sa mga panginoon

Tinantya ng drywall: payo mula sa mga panginoon

PAGSULAT NG Maling kisame mula sa plasterboard ng dyipsum - PRESYO NG TRABAHO PARA SA M2. TYPE NG MGA TRABAHO NG COS NG MGA GAWA, kuskusin / m2 KATOTOHANAN NG KATOTOHANAN, ...

Paano maglabas ng pag-uulat kapag nagsasagawa ng gawaing konstruksyon

Paano maglabas ng pag-uulat kapag nagsasagawa ng gawaing konstruksyon

Upang makipagkumpitensya panatilihin ang mga talaan ng mga buwis at mga bookkeeping na organisasyon at negosyante ay kinakailangan upang magsagawa ng lahat ng pang-ekonomiya at iba pang uri ng operasyon ...

Do-it-yourself durog na compaction ng bato Tumpak na durog na ratio ng compaction ng bato

Do-it-yourself durog na compaction ng bato Tumpak na durog na ratio ng compaction ng bato

Ang durog na compaction coefficient na bato ay isang mahalagang tagapagpahiwatig na kinakailangan kapwa para sa pagbuo ng isang order para sa supply ng kinakailangang halaga ng mga materyales ...