Закон Архимеда позволяет понять, при каких условиях тело плавает, а при каких тонет.
Тело плавает внутри жидкости, если плотности тела и жидкости равны:
Погружение в жидкость тел разной плотности
Чем больше плотность тела, тем сильнее оно погружается в жидкость.
Объем жидкости, вытесненной телом, равен объему погруженной части тела.
Почему плавают корабли, сделанные из металла? Металл ведь тяжелее воды, как кораблям удается удерживаться на поверхности и не тонуть?
У айсберга большая часть скрыта под водой. Почему? Какая сила определяет часть айсберга, находящуюся под водой? Какие силы уравновешены?
Воздухоплавание
- Информация о материале
- Просмотров: 73
В воде можно поднять такой большой камень, который вам не по силам на берегу. Опустить под воду надутый мяч очень трудно, он постоянно стремится выскользнуть. Как объяснить подобные явления?
Тело, опущенное в воду, весит меньше, чем на суше. Почему это происходит?
Мы знаем, что жидкость в сосуде оказывает давление на дно и стенки. Но если в сосуд опустить тело, то жидкость будет оказывать давление и на него. Чем глубже находится точка тела, тем большее давление жидкость на него оказывает.
Поскольку сила, действующая на нижнюю грань, больше силы, действующей на верхнюю грань (почему?), то их разность создает выталкивающую силу.
Но произведение площади нижней или верхней грани на высоту бруска – это его объем, можем убедиться в справедливости формулы:
Выталкиващая сила равна весу жидкости в объеме погруженного в нее тела.
Объясните, как этот опыт подтверждает наличие выталкивающей силы, действующей на тело, погруженное в жидкость..
А в газе есть выталкивающая сила? В этом опыте сосуд с воздухом подвесили к чаше весов и уравновесили гирей. Потом сосуд погрузили в широкую кювету, заполненную угекислым газом. Углекислый газ тяжелее воздуха, поэтому находится внизу кюветы. Равновесие весов нарушилось.
На тело, погруженное в жидкость или газ, дейтвует выталкивающая сила, направленная противоположно силе тяжести.
Поэтому вес тела в жидкости или газе меньше, чем в вакууме.
Архимедова сила
Проведем опыт с ведерком Архимеда.
Если погрузить тело в жидкость, то его вес уменьшится. Если теперь собрать вылившуюся воду и долить в верхнее ведерко, то вес снова станет прежним.
На тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости или газа, вытесненной этим телом.
Впервые эту закономерность заметил Архимед, поэтому сила так и называется – сила Архимеда.
Архимедову силу можно найти двумя способами:
1 способ, расчетный:
2 способ, экспериментальный:
- Информация о материале
- Просмотров: 131
Давление в различных системах измеряется специальными приборами – манометрами.
Открытый жидкостный манометр
Устройство такого манометра основано на изменении уровня жидкости в коленах сообщающихся сосудов. Если нажать на пленку коробочки, то уровень в левом сосуде понизится (т. к. давление повысится), а жидкость перетечет в правое колено.
Также с помощью манометра можно увидеть, как меняется давление на глубине. Чем ниже опускается коробочка, тем больше давление, и тем больше разница высот столбов жидкости в коленах манометра.
Следовательно, разность уровней жидкости в коленах манометра тем больше, чем больше разница между измеряемым давлением и атмосферным.
Металлический манометр
Основной элемент – это дугообразная трубка, соединенная со стрелкой. Один конец трубки запаян, в другой подается давление, которое нужно измерить. Давление распрямляет трубку и стрелка поворачивается.
Такие манометры применяют для измерения давления жидкостей и газов.
Поршневой жидкостный насос
Поршневой жидкостный насос с воздушной камерой
Эта модификация поршневого насоса отличается тем, что давление в воздушной камере может значительно превышать атмосферное давление, что позволяет поднимать жидкость на большую высоту. Напор и высота подъема жидкости зависят от скорости движения поршня и быстроты поступления жидкости в воздушную камеру.
- Информация о материале
- Просмотров: 140
Закон Паскаля позволяет объяснить принцип действия важного технического устройства – гидравлической машины. Любая гидравлическая машина состоит из двух сообщающихся цилиндров разного диаметра, закрытых поршнями и заполненных маслом. Пока поршни неподвижны, высоты столбов жидкости в них одинаковы.
Если подействовать на малый поршень с площадью S1 силой F1, то под поршнем будет создано давление
которое по закону Паскаля передается во все стороны, в том числе и к большому поршню. Поэтому на большой поршень будет действовать давление p, создавая силу
Именно такую силу нужно приложить к большому поршню, чтобы он оставался в покое. Эту формулу можно переписать в виде отношения:
Сила, действующая на больший поршень во столько же раз больше силы, действующей на меньший поршень, во сколько площадь большего поршня больше площади меньшего поршня.
Используя цилиндры с разной площадью сечения получают выигрыш в силе во столько же раз, во сколько относятся площади поршней.
Гидравлические машины широко применяются в технике, например, в виде гидравлического пресса, домкратов, в тормозной системе.
Гидравлический пресс
Гидравлический домкрат
Гидравлические тормоза
- Информация о материале
- Просмотров: 143
Пользоваться жидкостным барометром для измерения давления неудобно: он громоздкий, хрупкий, а пары ртути ядовиты. Поэтому чаще используют другие виды барометров.
Барометр-анероид
Главной его частью является плоская коробочка, из которой откачан воздух. А чтобы ее не раздавило, коробочку оттягивает пружина, связанная со стрелкой. Если атмосферное давление становится меньше, то и оттягивающая сила должна быть меньше.
Коробочку делают рифленой, чтобы увеличить ее поверхность. А это нужно для того, чтобы повысить чувствительность прибора (вспомните, какая линейка больше прогибается – длинная или короткая?).
Барометр-анероид обычно используют для измерения давления на различных высотах. Он имеет две шкалы – в мм рт. ст. и гПа.
Блезом Паскалем была установлена связь между высотой над уровнем моря и атмосферным давлением.
Чем больше высота над уровнем моря, тем меньше атмосферное давление.
Рассчитайте высоту горы, используя давления, показанные на рисунке.
Атмосферное давление, равное давлению столба ртути 760 мм при температуре 00С, называют нормальным атмосферным давлением.
760 мм рт. ст. = 101300 Па ≈ 1000 гПа
При подъеме на высоты до 2000 м давление уменьшается на 1 мм рт. ст. примерно каждые 10,5 м. Далее оно уменьшается медленнее.
Приборы, измеряющие высоту над уровнем моря и основынные на измерении атмосферного давления, называются высотомерами.
- Информация о материале
- Просмотров: 133