Закон архимеда сообщающиеся сосуды
Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: главная страница / / Техническая информация / / Физический справочник / / Физика для самых маленьких. Шпаргалки. Школа. / / Гидромеханика и аэромеханика. Давление, гидростатическое давление. Закон Паскаля. Основное уравнение гидростатики. Сообщающиеся сосуды. Закон Архимеда. Условия плавания тел. Течение жидкости. Закон Бернулли. Формула Торричели
Гидромеханика и аэромеханика. Давление, гидростатическое давление. Закон Паскаля. Основное уравнение | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Давление, гидростатическое давление (справочно: Перевод единиц измерения давления) | |
|  |
Закон Паскаля, гидростатический парадокс | |
| |
Основное уравнение гидростатики | |
|  |
Сообщающиеся сосуды, закон сообщающихся сосудов | |
|  |
Закон Архимеда | |
|  |
Условие плавания тел (тонет, всплывает, плавает на любой глубине, плавает на поверхности) | |
 | |
Течение жидкости | |
| |
|  |
|  |
Закон Бернулли | |
|  |
Формула Торричелли | |
|  |
давлений остается постоянной:
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Коды баннеров проекта DPVA.ru
Начинка: KJR Publisiers
Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team
Free xml sitemap generator
Источник
скачать
Блок 3. Давление. Атмосферное давление. Давление в газах и жидкостях. Закон Паскаля. Закон Архимеда. Законы сообщающихся сосудов.
1. Давление – это физическая величина равная отношению модуля силы F, действующей перпендикулярно поверхности, к площади S этой поверхности: p = F/S. Чем меньше площадь опоры, тем большее давление оказывает тело на поверхность. В системе СИ давление измеряется в паскалях (Па). Часто используются внесистемные единицы: нормальная атмосфера (атм) и миллиметр ртутного столба – мм Hg.. 1 Па = 1 Н/м2.1 атм = 101325 Па = 760 мм Hg. 1 атм = 101325 Па = 760 мм Hg.
2. Атмосфера – это газовая оболочка вокруг Земли. Атмосферное давление – это давление, которое оказывает атмосфера на поверхность Земли. Высота атмосферы – 3-5 тысяч км. Плотность атмосферы с высотой падает. Давление атмосферы также зависит от высоты. На небольших высотах каждые 12 м подъёма уменьшают атмосферное давление на 1 мм рт.ст. На больших высотах эта закономерность нарушается. Эта зависимость лежит в основе работы высотометра (альтиметра) для летательных аппаратов. Атмосферное давлении впервые измерил итальянский учёный Торричелли. Он же изобрёл ртутный барометр для измерения атмосферного давления. Сейчас для измерения атмосферного давления используют барометр-анероид.
3. Французский ученый Б. Паскаль в середине XVII века установил закон, названный законом Паскаля: Давление в жидкости или газе передается во всех направлениях одинаково. Это происходит из-за хаотического движения молекул газа и жидкости.Давление в жидкостях и в газах измеряют манометром.
4. С учётом силы тяжести давление жидкости, или газа на дно или боковые стенки сосуда зависит от высоты столба жидкости, или газа и не зависит от формы сосуда. На одном уровне давление во всех точках одинаково. Сила давления на дно цилиндрического сосуда высоты h и площади основания S равна весу столба жидкости, или газа mg, где m = ρghS – масса жидкости в сосуде, ρ – плотность жидкости. Следовательно p = mg/S. p = ρgh
5
. Архимедова сила, действующая на погруженное в жидкость (или газ) тело, равна весу жидкости (или газа), вытесненной телом. F = ρgV. Это утверждение, называемое законом Архимеда, справедливо для тел любой формы
Рисунок поясняет появление архимедовой силы. В жидкость погружено тело в виде прямоугольного параллелепипеда высотой h и площадью основания S. Из-за разности давлений в жидкости на разных уровнях возникает выталкивающая или архимедова сила. Именно благодаря силе Архимеда, летают воздушные шары, стратостаты, дирижабли…. По воде и в воде плавают различные тела: рыбы, люди, корабли… Благодаря силе Архимеда происходит теплообмен (конвекция), не промерзают водоёмы до дна…
Н
а тело, погружённое в жидкость (газ) действуют сила тяжести и сила Архимеда и если эти силы равны, то тело плавает на одном уровне, если сила Архимеда больше, то тело всплывает, если меньше, то тело тонет. Из этого следует вывод. Если плотности тела и жидкости (газа) равны, то тело плавает на одном уровне, если плотность жидкости (газа) больше, то тело всплывает, если меньше, то тело тонет. Отсюда главное условие плавания тел – плотность тела должна быть равна, или меньше плотности жидкости (газа). Это условие лежит в основе работы ареометра – прибора для измерения плотности жидкости (сахариметры, спиртометры и т.д.). При погружении в жидкость или газ вес тела уменьшается на величину силы Архимеда.
6. Законы сообщающихся сосудов:
В сообщающихся сосудах однородная жидкость устанавливается на одном уровне.
Отношение высот уровней разнородных жидкостей обратно отношению их плотностей.
H1 : H2 = ρ2 : ρ1 . Высота измеряется от уровня раздела жидкостей АВ.
Сообщающиеся сосуды используются в таких приборах и устройствах, как чайник, шлюзы, манометры, гидравлические прессы…
7
. При движении жидкостей и газов по трубам скорость и давление зависят от площади сечения трубы. Эта зависимость установлена законом Бернулли: Чем больше площадь сечения трубы, тем меньше скорость течения. Давление жидкости и газа тем больше, чем больше площадь сечения трубы. Это согласуется с законом сохранения полной механической энергии – с увеличением скорости увеличивается кинетическая энергия, а потенциальная энергия взаимодействия жидкости со стенками трубы уменьшается, а значит уменьшается давление.
На рисунке показано измерение давления в трубах при помощи манометра. Чем больше высота в трубке, тем больше давление.
Задачи.
-
Плотность бамбука равна 400 кг/м3. Какой наибольший груз может перевозить бамбуковый плот по реке, если его площадь 1 м2, и толщина 1 м? Ответ: 600 кг.
Подсказка. Наибольший груз соответствует максимальному погружению плота. На основе условия плавания тел суммарная сила тяжести груза и плота будет равна силе Архимеда при полном погружении плота.
-
При взвешивании груза в воздухе показания динамометра составили 3 Н. При опускании груза в воду, показания динамометра уменьшились до 1,5 Н. Чему равна выталкивающая сила? Ответ: 1,5 Н.
Подсказка. Ответ есть в теоретическом описании архимедовой силы.
-
На весах уравновешен сосуд с водой. Нарушится ли равновесие весов, если в воду опустить палец так, чтобы он не касался дна и стенок сосуда. Подсказка. Нарушится, т. к. палец давит на воду… -
Какова сила давления керосина, заполняющего цистерну, на кран, находящийся на глубине 4 м. Площадь крана 5 см2. Атмосферное давление не учитывать. Плотность керосина 800кг/м3. Ответ: 16 Н.
Подсказка. Сила давления равна произведению давления на площадь.
-
Теплоход переходит из устья реки в очень солёное Каспийское море. Как изменится архимедова сила, действующая на теплоход. Подсказка. Не изменится. Почему? -
Лодка, массой 120 кг плывёт по реке. Чему равен объём подводной части лодки? Ответ: 0,12 м3.
Подсказка. Используется условие плавания тел.
-
С помощью рычага поднимают груз массой 20 кг, прикладывая силу 80 Н. Во сколько раз длинное плечо больше короткого? Ответ: в 2,5 раза. Подсказка. Используется условие равновесия рычага. (блок 2). -
Как заставить взлететь воздушный шар? -
Почему стальная проволока тонет, а корабль, корпус которого сделан из стали не тонет? -
В сообщающиеся сосуды налили одинаковый объём воды и подсолнечного масла. Уровень какой жидкости будет выше? -
Стержень объёмом 0. 1 куб.м. опустили под воду на тросе.
Найти : 1. Вес рельса в воздухе.
2. Выталкивающую силу.
3. Вес рельса в воде.
4. Силу натяжения троса.
5. Изобразите силы, действующие на стержень в воде
-
Нефтепровод находится под водой на глубине 10 м.
Найти: 1.Давление воды на этой глубине.
2. Силу давления воды на задвижку площадью 0,002 кв.м.
13. Сравните:1 . Силы давления кирпича на стол.
2. Давление кирпича на стол.
А Б
14. Свинцовый шар массой 113 кг опустили в воду на цепи.
Найти: 1.Вес шара в воздухе.
2. Объём шара и силу Архимеда, действующую на него в воде
3. Вес шара в воде.
4. Силу натяжения цепи.
5. Изобразите силы, действующие на шар в воде.
15. Ныряльщик погружается на глубину 20 м.
Найти: 1. Давление на этой глубине.
2. Силу давления на ныряльщика, если площадь его тела 1,2 кв.м.
16. Сравните: 1. Силу Архимеда, действующую на 1 и 2 тело.
2. Силу Архимеда, действующую на 2 и 3 тела.
Формулы
-
p = F/S – давление -
p = mg/S, p = ρgh –– давление столба жидкости или газа -
F = ρgV– сила Архимеда -
H1 : H2 = ρ2 : ρ1 – закон сообщающихся сосудов
Блок 4. Строение вещества. Тепловое движение молекул. Броуновское движение. Диффузия. Внутренняя энергия. Температура. Тепловое равновесие. Способы изменения внутренней энергии. Закон сохранения энергии. Тепловые двигатели.
-
Физика – наука о Природе. Природа состоит из материи. Материя бывает двух видов: поле и вещество. Из вещества состоят физические тела. Единичной структурой вещества является молекула. Молекула – мельчайшая частица вещества, сохраняющая свойства данного вещества. Молекулы состоят из атомов. Атомы – наименьшая частица химического элемента. Атомос в переводе означает НЕДЕЛИМЫЙ.
2. Все тела состоят из молекул; молекулы постоянно движутся; молекулы взаимодействую друг с другом.
То, что тела состоят из молекул – очевидный факт. Форма и строение молекул разных веществ определены Крупные молекулы человек увидел при помощи электронного микроскопа. Молекулы одного и того же вещества абсолютно одинаковы.
Молекулы постоянно движутся.
Доказательством этого положения является диффузия – явление проникновения молекул одного вещества в другое. Диффузия происходит и в газах, и в жидкостях, и в твёрдых телах. С увеличением температуры скорость диффузии увеличивается. Открытое Броуном движение частичек краски в растворе названо броуновским движением и тоже доказывает движение молекул.
Молекулы взаимодействуют друг с другом. Доказательством этого положения является способность тел сохранять свою форму. Молекулы притягиваются друг к другу при удалении и отталкиваются при приближении.
4. Скорость движения молекул тем больше, чем выше температура тела. Поэтому движение молекул, из которых состоит тело, называют тепловым. Температура определяет степень нагретости тела. Температура главная характеристика тел, находящихся в тепловом равновесии. Тепловое равновесие устанавливается, когда между телами нет теплообмена.
Температура – мера средней кинетической энергии молекул газа. С увеличением температуры растёт скорость молекул и их кинетическая энергия, растёт скорость диффузии, увеличивается скорость броуновского движения. Температура измеряется в градусах Цельсия. Прибор для измерения температуры – термометр.
5
. Внутренняя энергия тела – кинетическая энергия движения молекул и потенциальная энергия их взаимодействия. Она не зависит ни от механического движения тела, ни от его положения относительно других тел. Способы изменения внутренней энергии – совершение работы и теплопередача. Если тело само совершает работу, то его внутренняя энергия уменьшается (пар в кастрюле с кипящей жидкостью, совершает работу, поднимая крышку). Если работа совершается над телом, то его внутренняя энергия увеличивается (потрите лист бумаги о поверхность стола).
Теплообмен или теплопередача – передача энергии от одного тела к другому без совершения работы. Способы теплопередачи: 1. Теплопроводность – передача энергии за счёт движения молекул. 2. Конвекция – передача энергии при движении слоёв жидкости или газа. 3. Излучение – передача энергии лучами.
При теплопередаче внутренняя энергия тела либо увеличивается, либо уменьшается, т. е. тело получает, или теряет количество теплоты. Количество теплоты – энергия, получаемая телом в результате теплообмена. Теплота нагревания (охлаждения) находится по формуле. Q = mc (t2 – t1), где c – удельная теплоёмкость тела (количество теплоты, необходимое для нагревания 1кг вещества на 1 оС).
Источником энергии является топливо. Теплота сгорания топлива Q = qm, где q –удельная теплота сгорания топлива – количество теплоты, выделяющееся при сгорании 1 кг топлива, а m – масса топлива.
6. Закон сохранения и превращения энергии: Во всех явлениях, происходящих в Природе, энергия не возникает и не исчезает. Она только превращается из одного вида в другой, или передаётся от одного тела к другому. При этом её значение сохраняется.
7. Тепловые двигатели. Развитие технического прогресса зависит от умения использовать огромные запасы внутренней энергии, содержащиеся в топливе, т.е. использовать внутреннюю энергию для совершения работы во всех видах транспорта, при работе станков, при выполнении строительных работ и т.д. Устройства, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию, называются тепловыми двигателями. Это паровые и газовые турбины, паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, реактивный двигатель.
Двигатель внутреннего сгорания ещё называют четырёхтактным, потому что один его рабочий цикл происходит за четыре хода поршня: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. Основные части двигателя: цилиндр, поршень, впускной и выпускной клапаны. Движение поршня при помощи шатуна и коленчатого вала передаётся колёсам..
Отношение полезной работы двигателя к энергии, выделенной при сгорании топлива, называют коэффициентом полезного действия двигателя. КПД = А / Q1, КПД = (Q1 – Q2) / Q1. А – полезная работа, Q1– энергия, полученная от нагревателя (теплота сгорания топлива), а Q2 – количество теплоты, отданное холодильнику (выброшенное в атмосферу).
Формулы.
Количество теплоты
Q = mc (t2 – t1) – теплота нагревания и охлаждения.
Q = qm – теплота сгорания топлива
КПД = А / Q1, КПД = (Q1 – Q2) / Q1 – КПД теплового двигателя
скачать
Смотрите также:
Закон Паскаля. Закон Архимеда. Законы сообщающихся сосудов
96.44kb.
Закон Паскаля. Цель: Рассмотреть физическое содержание закона Паскаля
51.88kb.
План-конспект урока физики в 7 классе по теме «Сообщающиеся сосуды»
52.82kb.
Закон Паскаля? Чему равно давление жидкости на дно и стенки сосуда (формула)?
9.97kb.
К рабочей программе изучения физики. 10 – 11 класс
39.1kb.
Закон Кирхгофа. Закон Стефана-Больцмана. Закон смещения Вина
277.42kb.
Закон Кирхгофа. Закон Стефана-Больцмана. Закон смещения Вина
571.92kb.
Законы сохранения Закон сохранения массы
37.97kb.
Урок по теме «давление» Цель: Повторить и усовершенствовать основные понятия: давление; давление в жидкости и газе; закон Паскаля; опыт Торричелли
26.09kb.
Законы Ньютона. Масса тела. Сила. Закон всемирного тяготения. Вес и невесомость. Импульс тела. Закон сохранения импульса
35.85kb.
Закон «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию»
512.14kb.
Закон что собой представляет. Законы диалектики раскрывают механизм развития и функцоинируия материальных и идеальных объектов. Закон есть необходимое существенное внутреннее устойчивая повторяющаяся связь, что демонстрирует отншения …
96.15kb.
Источник
1. Твёрдые тела оказывают давление на опору. На тело, стоящее на опоре, действуют сила тяжести ( vec{F}_т=mvec{g} ) и сила реакции опоры ( vec{N} ) (рис. 55).
Если опора неподвижна, то это тело действует на неё с силой ( vec{F} ), называемой силой давления и равной в этом случае по модулю силе тяжести: ( F=mg ).
Физическая величина, равная отношению силы давления ( F ) к площади поверхности ( S ) называется давлением и обозначается буквой ( p ):
[ p=F/S ]
Единицей давления является 1 паскаль (1 Па):
[ [,p,]=1Н/1м^2=1,Н/м^2=1,Па ]
Более крупная единица давления — килопаскаль.
[ 1, кПа = 1000, Па ]
Как видно из формулы, давление на поверхность зависит от площади поверхности. Так, человек проваливается в снег при ходьбе по нему и спокойно перемещается на лыжах. В том случае, когда нужно увеличить давление на твёрдое тело, используют заострённые предметы, например, булавки, гвозди, ножи и т.п.
2. Жидкости и газы тоже оказывают давление на сосуд, в котором они находятся. Так, молекулы газа, находящегося в воздушном шаре, непрерывно движутся и при этом соударяются со стенками шара. Эти удары и вызывают давление газа на стенки шара и любого другого сосуда, в котором газ находится. Удар одной молекулы слаб, но внутри шара находится огромное число молекул, поэтому
их суммарное давление на стенки шара ощутимо.
Чем выше температура газа, чем с большей скоростью движутся молекулы и чем чаще и сильнее ударяются они о стенки сосуда, тем, следовательно, давление газа на стенки сосуда больше.
Если уменьшить объём газа в сосуде, не меняя его массу, то число молекул в единице объёма увеличится, увеличится и плотность газа. Число ударов молекул о стенки сосуда при этом возрастёт, следовательно, увеличится давление газа. При увеличении объёма газа при той же массе уменьшится его плотность и число ударов молекул о стенки сосуда. Давление уменьшится.
Таким образом, давление газа тем больше, чем выше его температура и меньше объём при неизменной массе. При повышении температуры и уменьшении объёма молекулы с большей силой и чаще ударяются о стенки сосуда.
3. Опыт показывает, что давление, производимое на жидкость или газ, передаётся по всем направлениям. Если шар с отверстиями, соединённый с трубкой, внутри которой находится поршень, наполнить водой, а затем нажать на поршень, то можно заметить, что вода брызнет из всех отверстий. При этом струйки вытекающей воды будут примерно одинаковыми. Это говорит о том, что давление, которое мы создаём, действуя на воду, передаётся водой по всем направлениям одинаково. Тот же эффект можно наблюдать, если шар заполнить дымом. Дым тоже будет передавать производимое на него давление по всем направлениям одинаково.
То, что газы и жидкости передают давление по всем направлениям, объясняется подвижностью их молекул. Она проявляется в том, что слои и частицы жидкостей и газов могут свободно перемещаться друг относительно друга но разным направлениям. Благодаря подвижности молекул давление, которое оказывает поршень на ближайший к нему слой, передаётся последующим слоям. Молекулы газа и жидкости движутся хаотически, поэтому и их действие распределяется равномерно по всему объёму шара. Таким образом, давление, производимое на жидкость или газ, передаётся по всем направлениям без изменения в каждую точку жидкости или газа. Это утверждение называется законом Паскаля.
4. Закон Паскаля находит применение в гидравлических машинах.
Основной частью любой гидравлической машины являются два соединенных между собой цилиндра разного диаметра. Цилиндры заполнены жидкостью, чаще всего маслом, и в них помещены поршни.
Пусть на большой поршень площадью ( S_1 ) действует сила ( F_1 ) (рис. 56). Эта сила будет оказывать на поршень давление ( p_1 ): ( p_1=F_1/S_1 ).
Это давление ( p_1 ) будет передаваться жидкости, находящейся под большим поршнем. Согласно закону Паскаля, давление, производимое на жидкость или газ, передаётся по всем направлениям без изменения. Следовательно, давление будет передаваться жидкости, находящейся под меньшим поршнем, и на меньший поршень со стороны жидкости будет действовать давление ( p_2=p_1 ). Соответственно, на меньший поршень со стороны жидкости будет действовать сила ( F_2=p_2S_2 ), направленная вверх. Откуда ( p_2=F_2/S_2 ).
Чтобы жидкость и поршни находились в равновесии, на меньший поршень следует подействовать силой, равной по модулю силе ( F_2 ), направленной вертикально вниз. Для этого можно, например, положить на поршень груз.
Так как ( p_1=p_2 ), то ( F_1/S_1=F_2/S_2 ) или ( F_1/F_2=S_1/S_2 ).
Таким образом, гидравлическая машина даёт выигрыш в силе во столько раз, во сколько раз площадь большего поршня больше площади меньшего поршня.
Это означает, что с помощью некоторой силы, приложенной к малому поршню гидравлической машины, можно уравновесить существенно большую силу, приложенную к большему поршню.
Гидравлическая машина, так же как и любой простой механизм, даёт выигрыш в силе, но не даёт выигрыша в работе.
5. Твёрдые тела производят давление на опору вследствие действия на них силы тяжести. Поскольку на жидкости тоже действует сила тяжести, то и жидкости оказывают давление на дно сосуда. Это можно доказать экспериментально.
Если в трубку, дно которой затянуто плёнкой, налить воду, то плёнка заметно прогнётся. Это происходит потому, что на воду действует сила тяжести, и каждый слой воды давит на слои воды, лежащие ниже, и соответственно на дно сосуда.
Давление производится жидкостью не только на дно сосуда, оно существует внутри жидкости на любой её глубине. При этом производимое давление передаётся по закону Паскаля по всем направлениям одинаково.
Если в трубку с дном, затянутым плёнкой, добавить воды, то плёнка прогнётся сильнее. Это происходит потому, что увеличивается вес воды и соответственно давление воды на дно трубки. Таким образом, давление жидкости на дно сосуда тем больше, чем больше высота столба жидкости.
Если теперь в трубку до той же высоты налить масло, плотность которого меньше плотности воды, то плёнка прогнётся меньше, чем в том случае, когда в ней была вода (рис. 57 а). Это означает, что давление на дно сосуда тем больше, чем больше плотность жидкости.
Сила ( F ), с которой жидкость давит на дно, равна её весу ( P ). Вес жидкости ( P ) равен произведению её массы ( m ) и ускорения свободного падения ( g ): ( F=P=mg ).
Масса жидкости ( m ) равна произведению её плотности ( rho ) и объёма ( V ): ( m=rho V ), где ( V=Sh ) (рис. 57 б). Тогда ( F=mg=rho V!g=rho Shg ).
Разделив вес жидкости (силу, с которой она давит на дно сосуда) на площадь дна, получим давление жидкости ( p ): ( p=F/S ) или ( p=rho gSh/S ), т.е. ( p=rho gh )
Давление жидкости на дно и стенки сосуда равно произведению плотности жидкости, ускорения свободного падения и высоты столба жидкости.
6. Два или более сосудов, соединённых между собой у дна, называются сообщающимися сосудами. Примерами сообщающихся сосудов могут служить гидравлические машины и жидкостный манометр. Самым простым сообщающимся сосудом, которым вы пользуетесь каждый день, является чайник.
Если две стеклянные трубки соединить резиновой трубкой (рис. 57 в), то получатся сообщающиеся сосуды. Наливая в одну трубку воду, можно заметить, что она будет перетекать и в другую трубку. При этом уровни воды в трубках будут все время одинаковы.
Можно поднять одну из трубок или наклонить ее, в любом случае друг относительно друга уровни воды или любой другой жидкости останутся одинаковыми, т.е. будут лежать в одной и той же горизонтальной плоскости.
Можно сделать вывод: в сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости всегда устанавливаются на одном уровне.
Это верно при условии, что давление на поверхность жидкости одинаково. При использовании сообщающихся сосудов в качестве жидкостного манометра именно по разности уровней жидкости в трубках можно судить о значении давления.
Объяснить то, что в сообщающихся сосудах однородная жидкость устанавливается на одном уровне, можно следующим образом. Жидкость в сосудах не перемещается, следовательно, её давления в сосудах на одном уровне, в том числе и на дно, одинаковы. Она имеет одинаковую плотность, т.к. она однородная. Следовательно, в соответствии с формулой ( p=rho gh ) высоты жидкости тоже одинаковы.
Если в одну трубку налить воду, а в другую масло, плотность которого меньше плотности воды, то уровень воды будет ниже, чем уровень масла в другой трубке (рис. 58).
Это объясняется тем, что давление жидкости на дно сосуда зависит от высоты столба жидкости и от её плотности. При одинаковом давлении, чем больше плотность жидкости, тем меньше высота её столба. Поскольку плотность масла меньше плотности воды, то столб масла выше столба воды. Жидкости, имеющие разную плотность, устанавливаются в сообщающихся сосудах на разных уровнях; во сколько раз плотность одной жидкости больше плотности другой, во столько раз меньше высота её столба.
7. Земля окружена воздушной оболочкой — атмосферой. Воздух, как и газы, входящие в состав атмосферы, имеет массу. Соответственно, на него действует сила тяжести, и он оказывает давление на поверхность Земли.
Давление воздушной оболочки на поверхность Земли и находящиеся на ней тела называется атмосферным давлением.
В существовании атмосферного давления легко убедиться на опытах. Если опустить в воду трубку с плотно прилегающим к её стенкам поршнем и поднимать поршень вверх, то вода будет подниматься по трубке вслед за поршнем.
Это происходит потому, что при подъёме поршня между ним и поверхностью воды образуется разреженное пространство. На поверхность воды в сосуде действует атмосферное давление, которое в соответствии с законом Паскаля передаётся по всем направлениям, в том числе и в направлении трубки. Оно и заставляет воду подниматься за поршнем.
Для расчёта атмосферного давления нельзя использовать формулу, по которой рассчитывается давление столба жидкости, так как для этого нужно знать высоту атмосферы и плотность воздуха. Но атмосфера не имеет определённой границы, а плотность воздуха изменяется с высотой. Однако атмосферное давление можно измерить.
Опыт по измерению атмосферного давления был предложен итальянским ученым Торричелли в XVII в. Стеклянную трубку длиной 1 м, запаянную с одного конца, заполнили ртутью. Закрыв другой конец трубки, её перевернули и опустили в сосуд с ртутью. Затем этот конец трубки открыли, и часть ртути вылилась из неё в сосуд, а часть осталась в трубке. Высота столба ртути, оставшейся в трубке, оказалась равной примерно 760 мм.
Объясняется это следующим образом: атмосферное давление действует на ртуть в сосуде, это давление передаётся по всем направлениям и действует на ртуть в основании трубки снизу вверх. Это давление уравновешивает давление столба ртути в трубке. Таким образом, атмосферное давление равно давлению, которое оказывает у основании трубки столб ртути высотой 760 мм. Это давле