Dahil ang puwersa ng grabidad ay kumikilos sa isang likido, ang isang likidong sangkap ay may timbang. Ang bigat ay ang puwersa kung saan pinindot nito ang suporta, iyon ay, sa ilalim ng sisidlan kung saan ito ibinuhos. Sinasabi ng batas ni Pascal: ang presyon sa likido ay ipinapadala sa anumang punto nito, nang hindi binabago ang lakas nito. Paano makalkula ang presyon ng isang likido sa ilalim at mga dingding ng isang sisidlan? Mauunawaan namin ang artikulo gamit ang mga halimbawang nagpapakita.
Karanasan
Isipin natin na mayroon tayong cylindrical na sisidlan na puno ng likido. Tinutukoy namin ang taas ng likidong layer h, ang lugar ng ilalim ng sisidlan - S, at ang density ng likido - ρ. Ang nais na presyon ay P. Ito ay kinakalkula sa pamamagitan ng paghahati ng puwersa na kumikilos sa isang anggulo ng 90 ° sa ibabaw sa pamamagitan ng lugar ng ibabaw na ito. Sa aming kaso, ang ibabaw ay ang ilalim ng lalagyan. P=F/S.
Ang puwersa ng presyon ng likido sa ilalim ng sisidlan ay ang bigat. Ito ay katumbas ng puwersa ng presyon. Ang aming likido ay nakatigil, kaya ang timbang ay katumbas ng gravity(Fstrand) na kumikilos sa likido, at dahil dito ang puwersa ng presyon (F=Flakas). Ang Fmabigat ay matatagpuan tulad ng sumusunod: i-multiply ang mass ng likido (m) sa acceleration ng free fall (g). Ang masa ay matatagpuan kung ito ay kilala kung ano ang density ng likido at kung ano ang dami nito sa sisidlan. m=ρ×V. Ang sisidlan ay may cylindrical na hugis, kaya makikita natin ang volume nito sa pamamagitan ng pagpaparami ng base area ng cylinder sa taas ng liquid layer (V=S×h).
Pagkalkula ng presyon ng likido sa ilalim ng sisidlan
Narito ang mga dami na maaari nating kalkulahin: V=S×h; m=ρ×V; F=m×g. Ipalit natin ang mga ito sa unang formula at kunin ang sumusunod na expression: P=ρ×S×h×g/S. Bawasan natin ang area S sa numerator at denominator. Mawawala ito sa formula, na nangangahulugang ang presyon sa ilalim ay hindi nakasalalay sa lugar ng sisidlan. Bilang karagdagan, hindi ito nakadepende sa hugis ng lalagyan.
Ang pressure na nalilikha ng likido sa ilalim ng sisidlan ay tinatawag na hydrostatic pressure. Ang "Hydro" ay "tubig" at ang static ay dahil ang likido ay pa rin. Gamit ang formula na nakuha pagkatapos ng lahat ng pagbabagong-anyo (P=ρ×h×g), tukuyin ang presyon ng likido sa ilalim ng sisidlan. Ito ay makikita mula sa expression na ang mas siksik na likido, mas malaki ang presyon nito sa ilalim ng sisidlan. Suriin natin nang mas detalyado kung ano ang halaga ng h.
Presyon sa column ng likido
Ipagpalagay nating nadagdagan natin ang ilalim ng sisidlan ng isang tiyak na halaga, nagdagdag ng karagdagang espasyo para sa likido. Kung maglalagay tayo ng isda sa isang lalagyan, magiging pareho ba ang presyon dito sa sisidlan mula sa nakaraang eksperimento at sa pangalawa, pinalaki? Magbabago ba ang presyon mula sa nasa ilalim pa rin ng isdamay tubig ba Hindi, dahil mayroong isang tiyak na layer ng likido sa itaas, ang gravity ay kumikilos dito, na nangangahulugan na ang tubig ay may timbang. Ang nasa ibaba ay walang kaugnayan. Samakatuwid, mahahanap natin ang presyon sa pinakakapal ng likido, at ang h ay ang lalim. Hindi nangangahulugang ang distansya sa ibaba, ang ibaba ay maaaring mas mababa.
Isipin natin na pinaikot natin ang isda nang 90°, na iniiwan ito sa parehong lalim. Mababago ba nito ang pressure sa kanya? Hindi, dahil sa lalim ito ay pareho sa lahat ng direksyon. Kung maglalapit tayo ng isda sa pader ng sisidlan, magbabago ba ang pressure dito kung mananatili ito sa parehong lalim? Hindi. Sa lahat ng kaso, ang presyon sa lalim h ay kakalkulahin gamit ang parehong formula. Nangangahulugan ito na ang formula na ito ay nagpapahintulot sa amin na mahanap ang presyon ng likido sa ilalim at mga dingding ng sisidlan sa lalim na h, ibig sabihin, sa kapal ng likido. Kung mas malalim, mas malaki ito.
Presyon sa hilig na sisidlan
Isipin natin na mayroon tayong tubo na halos 1 m ang haba. Nagbubuhos tayo ng likido dito upang ito ay mapuno nang buo. Kunin natin ang eksaktong parehong tubo, napuno hanggang sa labi, at ilagay ito sa isang anggulo. Ang mga sisidlan ay magkapareho at puno ng parehong likido. Samakatuwid, ang masa at bigat ng likido sa una at pangalawang tubo ay pantay. Magiging pareho ba ang presyon sa mga puntong matatagpuan sa ilalim ng mga lalagyang ito? Sa unang tingin, tila ang pressure na P1 ay katumbas ng P2, dahil pareho ang masa ng mga likido. Ipagpalagay natin na ito ang kaso at gawin natin ang isang eksperimento upang suriin ito.
Ikonekta ang ibabang bahagi ng mga tubo na ito gamit ang isang maliit na tubo. Kung angang aming palagay na P1 =P2 ay tama, dadaloy ba ang likido sa kung saan? Hindi, dahil ang mga particle nito ay maaapektuhan ng mga puwersa sa magkasalungat na direksyon, na makakapagbayad sa isa't isa.
Magkabit tayo ng funnel sa tuktok ng sloping tube. At sa patayong tubo gumawa kami ng isang butas, magpasok ng isang tubo dito, na yumuko pababa. Ang presyon sa antas ng butas ay mas malaki kaysa sa pinakatuktok. Nangangahulugan ito na ang likido ay dadaloy sa isang manipis na tubo at pupunuin ang funnel. Ang masa ng likido sa hilig na tubo ay tataas, ang likido ay dadaloy mula sa kaliwang tubo patungo sa kanan, pagkatapos ito ay tataas at umiikot sa isang bilog.
At ngayon ay maglalagay kami ng turbine sa ibabaw ng funnel, na ikokonekta namin sa isang electric generator. Pagkatapos ang sistemang ito ay bubuo ng kuryente sa sarili nitong, nang walang anumang interbensyon. Magtatrabaho siya ng walang tigil. Mukhang ito ang "perpetual motion machine". Gayunpaman, noong ika-19 na siglo, tumanggi ang French Academy of Sciences na tanggapin ang anumang naturang mga proyekto. Sinasabi ng batas ng konserbasyon ng enerhiya na imposibleng lumikha ng isang "perpetual motion machine". Kaya mali ang aming palagay na ang P1 =P2. Sa totoo lang P1< P2. Paano, kung gayon, upang kalkulahin ang presyon ng likido sa ilalim at mga dingding ng sisidlan sa isang tubo na matatagpuan sa isang anggulo?
Taas ng liquid column at pressure
Upang malaman, gawin natin ang sumusunod na eksperimento sa pag-iisip. Kumuha ng isang sisidlan na puno ng likido. Naglalagay kami ng dalawang tubo mula ditometal mesh. Ilalagay namin ang isa patayo, at ang isa pa - obliquely, upang ang mas mababang dulo nito ay nasa parehong lalim ng ilalim ng unang tubo. Dahil ang mga lalagyan ay nasa parehong lalim h, ang presyon ng likido sa ilalim at mga dingding ng sisidlan ay magiging pareho din.
Ngayon, isara ang lahat ng mga butas sa mga tubo. Dahil sa naging solid na sila, magbabago kaya ang pressure sa lower parts nila? Hindi. Kahit na ang presyon ay pareho, at ang mga sisidlan ay pantay sa laki, ang masa ng likido sa isang patayong tubo ay mas mababa. Ang lalim kung saan matatagpuan ang ilalim ng tubo ay tinatawag na taas ng haligi ng likido. Bigyan natin ng kahulugan ang konseptong ito: ito ay ang distansya na sinusukat patayo mula sa libreng ibabaw hanggang sa isang naibigay na punto sa likido. Sa aming halimbawa, ang taas ng likidong haligi ay pareho, kaya ang presyon ay pareho. Sa nakaraang eksperimento, ang taas ng likidong column sa kanang tubo ay mas malaki kaysa sa kaliwa. Samakatuwid, ang pressure na P1 ay mas mababa sa P2.
