Pritisak je skalarna veličina jednaka omjeru normalne komponente sile koja djeluje na elementarnu površinu unutar tekućine i površine te elementarne površine.
Tangencijalne komponente sile D F nije značajno, jer dovode do tečnosti tečnosti, tj. neravnoteža.
Jedinice pritiska. U SI – Pa (pascal): 1 Pa = 1 N/m 2 ;
u GHS – din/cm2.
Vansistemske jedinice: fizička (normalna) atmosfera (atm) jednaka je pritisku stuba živine visine 760 mm;
milimetar žive (mmHg).
1mm. rt. Art. = r Hg gh = (13,6 × 10 3 kg/m 3) × (9,81 m/s 2) × (10 -3 m) = 133 Pa.
1 atm = 760 mm. rt. Art. = 1,01×10 5 Pa.
Svojstva tečnosti (gasa) u mirovanju.
1. Sila uzrokovana pritiskom fluida u mirovanju uvijek djeluje okomito na površinu s kojom je ovaj medij u kontaktu.
2. Tečnosti i gasovi stvaraju pritisak u svim pravcima.
Sile koje djeluju na čestice tekućine ili plina su jedne od dvije vrste.
1) Volumenske sile- to su sile dugog dometa koje djeluju na svaki element zapremine tekućine ili plina. Primjer takve sile je gravitacija.
2) Površinske sile- to su sile kratkog dometa koje nastaju kao rezultat direktnog kontakta između elemenata tečnosti, gasa i čvrste materije na njihovoj zajedničkoj granici. Primjer površinske sile je sila atmosferskog tlaka.
Pascalov zakon. Površinske sile koje djeluju na stacionarnu tekućinu (ili plin) stvaraju pritisak koji je jednak u svim tačkama tečnosti (gasa). Veličina pritiska u bilo kojoj tački tečnosti (gasa) ne zavisi od pravca (tj. od orijentacije elementarne oblasti).
Dokaz.
1. Dokažimo da je pritisak u datoj tački tečnosti isti u svim pravcima.
Rice. 5.1.1.a Sl. 5.1.1.b
Da bismo to dokazali koristićemo princip otvrdnjavanja: Bilo koji element fluida može se tretirati kao čvrsta materija i na taj element se mogu primeniti uslovi ravnoteže čvrste supstance.
Odaberimo mentalno u blizini date tačke tečnosti beskonačno mali očvrsnuti volumen u obliku triedarske prizme (slika 5.1.1), čija je jedna strana (OBCD lice) locirana horizontalno. Područja osnova AOB i KDC smatrat će se malim u odnosu na površine bočnih strana. Tada će volumen prizme biti mali, a samim tim i sila gravitacije koja djeluje na ovu prizmu bit će mala.
Površinske sile djeluju na svaku stranu prizme F 1 , F 2 i F 3. Iz ravnoteže fluida to slijedi 
, tj. vektori F 1 , F 2 i F 3 formiraju trougao (na slici 5.1.1.b), sličan trouglu. Onda
.
Pomnožimo nazivnike ovih razlomaka sa OD = BC = AK, Þ
, Þ 
, Þ .
dakle, pritisak u stacionarnoj tečnosti ne zavisi od orijentacije površine unutar tečnosti.
2. Dokažimo da je pritisak u bilo koje dve tačke tečnosti isti.
Razmotrimo dvije proizvoljne tačke A i B fluida, međusobno odvojene rastojanjem DL. Odaberimo proizvoljno orijentisan cilindar u tečnosti, u čijim se centrima nalaze tačke A i B koje smo odabrali (slika 5.1.2). Pretpostavićemo da su površine osnova cilindra DS male, tada će i zapreminske sile biti male u poređenju sa površinskim silama.
Pretpostavimo da su pritisci u tačkama A i B različiti: , zatim , što znači da će se odabrani volumen početi kretati. Nastala kontradikcija to dokazuje pritisak u bilo koje dve tačke u tečnosti je isti.
Primjer površinskih sila za koje vrijedi Pascalov zakon je sila atmosferskog pritiska.
Atmosferski pritisak- ovo je pritisak koji atmosferski vazduh vrši na sva tela; jednaka je sili gravitacije koja djeluje na stup zraka s jediničnom osnovnom površinom.
Torricelli iskustvo pokazao prisustvo atmosferskog pritiska i omogućio njegovo merenje po prvi put. Ovo iskustvo je opisano 1644.
Rice. 5.1.3. Rice. 5.1.4.
U ovom eksperimentu, duga staklena cijev, zatvorena na jednom kraju, ispunjena je živom; zatim se njegov otvoreni kraj stegne, nakon čega se cijev okrene, stegnuti kraj spusti u posudu sa živom i stezaljka se ukloni. Živa u cijevi donekle opada, tj. Nešto žive se sipa u posudu. Zapremina prostora iznad žive u cijevi nazvana torrichel praznina. (Pritisak pare žive u šupljini torrichela na 0°C je 0,025 Pa.)
Nivo žive u cijevi je isti bez obzira na to kako je cijev postavljena: okomito ili pod uglom u odnosu na horizontalu (slika 5.1.3). U normalnim normalnim uslovima, vertikalna visina žive u cevi je h= 760 mm. Ako se umjesto žive cijev napuni vodom, onda visina h= 10,3 m.
Instrumenti koji se koriste za mjerenje atmosferskog tlaka nazivaju se barometri. Najjednostavniji živin barometar je Toričelijeva cijev.
Kako bismo objasnili zašto Torricelli cijev zaista omogućava mjerenje atmosferskog tlaka, prelazimo na razmatranje volumetrijskih sila i izračunavanje ovisnosti tlaka u tekućini o dubini h.
Pritisak u tečnosti koji stvaraju volumetrijske sile, tj. gravitacija se zove hidrostatički pritisak.
Dobijmo formulu za pritisak fluida na dubini h. Da bismo to učinili, odabiremo očvrsnuti paralelepiped u tekućini, čija se jedna baza nalazi na površini tekućine, a druga na dubini h(Slika 5.1.4). Na ovoj dubini, sile prikazane na slici djeluju na paralelepiped.
Sile koje djeluju na paralelepiped duž ose x uravnotežen. Zapišimo uslov za ravnotežu sila duž ose y.
Gdje str 0 – atmosferski pritisak, – masa paralelepipeda, r – gustina tečnosti. Onda
, (5.1.3)
Prvi član u formuli (5.1.3) povezan je s površinskim silama, a drugi član 
, nazvan hidrostatički pritisak, povezan je sa tjelesnim silama.
Ako se posuda s tekućinom kreće ubrzano a, usmjeren prema dolje, tada uvjet (5.1.2) ima oblik: , Þ
U stanju nulte gravitacije ( a = g) hidrostatički pritisak je nula.
Primjeri primjene Pascalovog zakona.
1. Hidraulična presa (Slika 5.1.5).
.
3. Hidrostatički paradoks . (Slika 5.1.8).
Uzmimo tri posude različitih oblika, ali s istim poprečnim presjekom dna. Pretpostavimo da je ova površina S = 20 cm 2 = 0,002 m 2. Nivo vode u svim posudama je isti i jednak je h = 0,1 m, međutim, zbog različitog oblika posuda sadrži različite količine vode. Konkretno, posuda A sadrži vodu težine 3 N, posuda B sadrži vodu težine 2 N, a posuda C sadrži vodu težine 1 N.
Hidrostatički pritisak na dnu u svim posudama je jednak 
Pa. Sila pritiska vode na dno posuda N je također ista Kako voda težine 1 N u trećoj posudi može stvoriti silu pritiska od 2 N?
Razmotrimo tečnost koja se nalazi u posudi ispod klipa (slika 1), kada su sile koje deluju na slobodnu površinu tečnosti znatno veće od težine tečnosti ili je tečnost u bestežinskom stanju, tj. da na tečnost deluju samo površinske sile, a težina tečnosti se može zanemariti. Odaberimo mentalno neku malu cilindričnu proizvoljno orijentiranu zapreminu tekućine. Sile pritiska i ostatak tečnosti deluju na osnovu ove zapremine tečnosti, a sile pritiska i na bočnu površinu. Uslov ravnoteže za malu zapreminu oslobođenu u tečnosti:
U projekciji na osu Ox:
one. pritisak u svim tačkama nepokretnog fluida bez težine je isti.
Kada se površinska sila promijeni, vrijednosti će se promijeniti str 1 i str 2, ali će njihova jednakost ostati. To je prvi ustanovio B. Pascal.
Pascalov zakon: tečnost (gas) prenosi vanjski pritisak koji na njega stvaraju sile mršavljenja u svim smjerovima bez promjene.
Pritisak koji se vrši na tečnost ili gas prenosi se ne samo u pravcu sile, već i na svaku tačku tečnosti (gasa) zbog pokretljivosti molekula tečnosti (gasa).
Ovaj zakon je direktna posledica odsustva statičkih sila trenja u tečnostima i gasovima.
Pascalov zakon nije primenljiv u slučaju pokretne tečnosti (gasa), kao ni u slučaju kada je tečnost (gas) u gravitacionom polju; Dakle, poznato je da atmosferski i hidrostatički pritisak opadaju sa visinom
Arhimedov zakon: na tijelo uronjeno u tečnost (ili gas) deluje sila uzgona jednaka težini tečnosti (ili gasa) koji je istisnuo ovo telo (tzv. Arhimedovom snagom)
F A = ρ gV,
gdje je ρ gustina tečnosti (gasa), g je ubrzanje slobodnog pada, i V- zapremina potopljenog tela (ili deo zapremine tela koji se nalazi ispod površine). Ako tijelo lebdi na površini ili se ravnomjerno kreće gore ili dolje, tada je sila uzgona (koja se naziva i Arhimedova sila) jednaka po veličini (i suprotno u smjeru) sili gravitacije koja djeluje na zapreminu istisnute tekućine (gasa). tijelom, a primjenjuje se na težište ovog volumena.
Što se tiče tijela koje se nalazi u gasu, na primjer u zraku, za pronalaženje sile dizanja potrebno je zamijeniti gustinu tečnosti gustinom gasa. Na primjer, helijumski balon leti prema gore zbog činjenice da je gustina helijuma manja od gustine zraka.
U odsustvu gravitacije, odnosno u bestežinskom stanju, Arhimedov zakon ne funkcioniše. Astronautima je ovaj fenomen prilično poznat. Konkretno, u nultoj gravitaciji nema fenomena (prirodne) konvekcije, pa se, na primjer, zračno hlađenje i ventilacija stambenih prostorija svemirskih letjelica provode prisilno pomoću ventilatora.
Stanje plutajućih tijela
Ponašanje tijela koje se nalazi u tekućini ili plinu ovisi o odnosu između modula gravitacije i Arhimedove sile, koji djeluju na ovo tijelo. Moguća su sljedeća tri slučaja:
Tijelo se utapa;
Tijelo pluta u tekućini ili plinu;
Tijelo lebdi dok ne počne da pluta.
Druga formulacija (gdje je gustina tijela, je gustina medija u koji je uronjeno):
· - tijelo se udavi;
· - tijelo pluta u tečnosti ili gasu;
· - tijelo lebdi dok ne počne da pluta.
Bernulijeva jednačina.
Bernulijev zakon je posljedica zakona održanja energije za stacionarni tok idealne (tj. bez unutrašnjeg trenja) nestišljivog fluida: 
, ovdje je gustina tečnosti, brzina strujanja, visina na kojoj se dotični tečni element nalazi, pritisak u tački u prostoru u kojoj se nalazi centar mase dotičnog tečnog elementa, je ubrzanje gravitacije. Konstanta na desnoj strani se obično naziva pritisak, odnosno ukupni pritisak, kao i Bernoulli integral. Dimenzija svih pojmova je jedinica energije po jedinici zapremine tečnosti.
Prema Bernoullijevom zakonu, ukupan pritisak u stalnom toku fluida ostaje konstantan duž toka. Totalni pritisak sastoji se od težine (ρ gh), statički ( str) i dinamički pritisak.
Iz Bernoullijevog zakona proizilazi da kako se poprečni presjek protoka smanjuje, zbog povećanja brzine, odnosno dinamičkog pritiska, statički pritisak opada. Bernoullijev zakon vrijedi u svom čistom obliku samo za tekućine čiji je viskozitet nula, odnosno tekućine koje se ne lijepe za površinu cijevi. U stvari, eksperimentalno je utvrđeno da je brzina tekućine na površini čvrste tvari gotovo uvijek tačna nula (osim u slučajevima razdvajanja mlaza pod određenim rijetkim uvjetima). Bernoullijev zakon se može primijeniti na protok idealne nestišljive tekućine kroz mali otvor na bočnom zidu ili dnu široke posude.
Za kompresibilni idealan gas 
, (konstanta duž strujne ili vrtložne linije) gdje je adijabatska konstanta plina, str- pritisak gasa u tački, ρ - gustina gasa u tački, v- brzina protoka gasa, g- ubrzanje gravitacije, h- visina u odnosu na ishodište. Kada se krećete u neujednačenom polju gh je zamijenjen potencijalom gravitacionog polja.
Pritisak u tečnosti. Pascalov zakon
U tečnostima su čestice pokretne, pa nemaju svoj oblik, već imaju svoj volumen i otporne su na kompresiju i rastezanje; ne odolijevaju smičnoj deformaciji (svojstvo tečenja).
Postoje dva tipa statičkog pritiska u tečnosti koja miruje: hidrostatski I vanjski. Zbog privlačnosti prema Zemlji, tečnost vrši pritisak na dno i zidove posude, kao i na tijela koja se nalaze u njoj. Pritisak zbog težine stupca tečnosti naziva se hidrostatski. Pritisak tekućine na različitim visinama je različit i ne ovisi o orijentaciji mjesta na kojem se primjenjuje.
Neka se tečnost nalazi u cilindričnoj posudi površine poprečnog presjeka S; visina stuba tečnosti h. Onda
Hidrostatički pritisak fluida zavisi od gustine R tečnost, od ubrzanja g slobodnog pada i od dubine h na kojoj se ta tačka nalazi. Ne zavisi od oblika kolone tečnosti.
Dubina h mjeri se vertikalno od tačke koja se razmatra do nivoa slobodne površine tečnosti.
U uslovima bestežinskog stanja u tečnosti nema hidrostatskog pritiska, jer u tim uslovima tečnost postaje bestežinska. Vanjski pritisak karakterizira kompresiju tekućine pod utjecajem vanjske sile. To je jednako:
Primjer vanjskog tlaka: atmosferski tlak i tlak stvoren u hidrauličkim sistemima. Francuski naučnik Blaise Pascal (1623-1662) ustanovio je: tečnosti i gasovi prenose pritisak koji se na njih vrši podjednako u svim pravcima (Paskalov zakon). Za mjerenje pritisaka koristite manometri.
Njihovi dizajni su veoma raznoliki. Kao primjer, razmotrite uređaj mjerača tlaka tekućine. Sastoji se od cijevi u obliku slova U, čiji je jedan kraj spojen na rezervoar u kojem se mjeri pritisak. Razlikom u stubovima u koljenima manometra može se odrediti pritisak.
Nema dvojke
Poznato je da gas ispunjava čitavu zapreminu koja mu se daje. Istovremeno pritiska na dno i zidove posude. Ovaj pritisak nastaje kretanjem i sudarom molekula gasa sa zidovima posude. Pritisak na sve zidove će biti isti, jer su svi pravci jednaki.
Pritisak gasa zavisi od:
Iz mase gasa - što je više gasa u posudi, to je veći pritisak,
-u zavisnosti od zapremine posude - što je manji volumen sa gasom određene mase, to je veći pritisak,
- na temperaturu - sa porastom temperature raste brzina kretanja molekula, koje intenzivnije interaguju i sudaraju se sa zidovima posude, a samim tim raste i pritisak.
Za skladištenje i transport plinova, oni su snažno komprimirani, zbog čega se njihov pritisak jako povećava. Stoga se u takvim slučajevima koriste posebni, vrlo izdržljivi čelični cilindri. Takvi cilindri, na primjer, pohranjuju komprimirani zrak u podmornicama.
Francuski fizičar Blez Paskal uspostavio je zakon koji opisuje pritisak tečnosti ili gasa. Pascalov zakon: Pritisak koji deluje na tečnost ili gas prenosi se nepromenjen na svaku tačku tečnosti ili gasa.
Na tečnosti, kao i na sva tela na Zemlji, utiče gravitacija. Dakle, svaki sloj tekućine u posudi pritišće svojom težinom druge slojeve, a taj se pritisak, prema Pascalovom zakonu, prenosi u svim smjerovima. Odnosno, unutar tečnosti postoji pritisak i na istom nivou isti je u svim pravcima. Sa dubinom, pritisak tečnosti raste. Pritisak tečnosti zavisi i od svojstava tečnosti, tj. na njegovu gustinu.
Pošto pritisak tečnosti raste sa dubinom, ronilac može raditi na dubinama do 100 metara u konvencionalnom laganom ronilačkom odijelu. Na velikim dubinama potrebna je posebna zaštita. Za istraživanja na dubini od nekoliko kilometara koriste se batisfere i batiskafi, koji mogu izdržati značajan pritisak.
xn—-7sbfhivhrke5c.xn--p1ai
Pritisak u tečnosti. Pascalov zakon. Zavisnost pritiska u tečnosti o dubini
Ovaj video vodič je dostupan uz pretplatu
Već imate pretplatu? Da uđem
U ovoj lekciji ćemo pogledati razliku između tečnih i gasovitih tela i čvrstih tela. Ako želimo da promenimo zapreminu tečnosti, moraćemo da primenimo veliku silu uporedivu sa onom koju primenjujemo pri promeni zapremine čvrstog tela. Čak i za promjenu zapremine plina potrebna je vrlo ozbiljna sila, poput pumpi i drugih mehaničkih uređaja. Ali ako želimo promijeniti oblik tekućine ili plina i to učiniti dovoljno polako, onda nećemo morati ulagati nikakav napor. Ovo je glavna razlika između tečnosti i gasa od čvrstog.
Pritisak tečnosti
Šta je razlog za ovaj efekat? Činjenica je da kada se različiti slojevi tekućine pomaknu jedan u odnosu na drugi, u njemu ne nastaju sile povezane s deformacijom. U tekućim i plinovitim medijima nema pomaka ili deformacija, ali u čvrstim tijelima, pri pokušaju pomjeranja jednog sloja naspram drugog, nastaju značajne elastične sile. Stoga kažu da tečnost teži da ispuni donji deo zapremine u koju se nalazi. Plin teži da ispuni čitavu zapreminu u koju se nalazi. Ali ovo je zapravo zabluda, jer ako pogledamo našu Zemlju izvana, vidjet ćemo da plin (zemljina atmosfera) tone i teži da ispuni određeno područje na površini Zemlje. Gornja granica ove oblasti je prilično ravna i glatka, poput površine tečnosti koja ispunjava mora, okeane i jezera. Stvar je u tome što je gustina gasa mnogo manja od gustine tečnosti, dakle, da je gas veoma gust, pao bi na isti način i videli bismo gornju granicu atmosfere. Zbog činjenice da nema pomaka ili deformacija u tekućinama i plinovima, sve sile djeluju između različitih područja tekućine i plinovitog medija, to su sile usmjerene duž normalne površine koja razdvaja ove dijelove. Takve sile, uvijek usmjerene duž normalne površine, nazivaju se sile pritiska. Ako veličinu sile pritiska na određenu površinu podijelimo s površinom ove površine, dobićemo gustoću sile pritiska, koja se jednostavno naziva tlakom (ili se ponekad dodaje hidrostatički tlak), čak i u plinovitom mediju , budući da se sa stanovišta pritiska gasoviti medij praktično ne razlikuje od tečnog okruženja.
Pascalov zakon
Svojstva distribucije pritiska u tečnim i gasovitim medijima proučavala su još od početka 17. veka, francuski matematičar Blez Paskal.
Veličina pritiska ne zavisi od smera normale na površinu na koju se ovaj pritisak primenjuje, odnosno raspodela pritiska je izotropna (ista) u svim pravcima.
Ovaj zakon je ustanovljen eksperimentalno. Pretpostavimo da u određenoj tekućini postoji pravokutna prizma, čija se jedna kraka nalazi okomito, a druga - vodoravno. Pritisak na vertikalni zid će biti P 2, pritisak na horizontalni zid će biti P 3, pritisak na proizvoljni zid će biti P 1. Tri strane formiraju pravougaoni trokut, sile pritiska koje djeluju na ove strane su usmjerene normalno na ove površine. Budući da je odabrani volumen u stanju ravnoteže, miruje i nikuda se ne kreće, dakle, zbroj sila koje djeluju na njega jednak je nuli. Sila koja djeluje normalno na hipotenuzu proporcionalna je površini, odnosno jednaka je pritisku puta površini. Sile koje djeluju na vertikalne i horizontalne zidove također su proporcionalne površinama ovih površina i također su usmjerene okomito. Odnosno, sila koja djeluje na vertikalu je usmjerena horizontalno, a sila koja djeluje na horizontalu je usmjerena okomito. Ove tri sile zbrajaju nulu, stoga formiraju trokut, koji je potpuno sličan ovom trokutu.
Rice. 1. Raspodjela sila koje djeluju na objekt
Zbog sličnosti ovih trokuta, a oni su slični, budući da su stranice koje ih formiraju okomite jedna na drugu, slijedi da koeficijent proporcionalnosti između površina stranica ovog trokuta treba biti isti za sve stranice, tj. , P 1 = P 2 = P 3.
Time potvrđujemo Pascalov eksperimentalni zakon, koji kaže da je pritisak usmjeren u bilo kojem smjeru i jednak je po veličini. Dakle, ustanovili smo da je, prema Pascalovom zakonu, pritisak u datoj tački tečnosti isti u svim pravcima.
Sada ćemo dokazati da je pritisak na istom nivou u tečnosti svuda isti.
Rice. 2. Sile koje djeluju na zidove cilindra
Zamislimo da imamo cilindar napunjen tečnošću gustine ρ , pritisak na zidove cilindra je P 1 i P 2, respektivno, pošto masa tečnosti miruje, sile koje deluju na zidove cilindra će biti jednake, pošto su njihove površine jednake, odnosno P 1 = P 2. Ovako smo dokazali da je u tečnosti na istom nivou pritisak isti.
Zavisnost pritiska u tečnosti o dubini
Razmotrimo fluid koji se nalazi u gravitacionom polju. Gravitaciono polje deluje na tečnost i pokušava da je sabije, ali je tečnost sabijena vrlo slabo, jer nije stišljiva i pod bilo kojim uticajem je gustina tečnosti uvek ista. Ovo je ozbiljna razlika između tekućine i plina, tako da se formule koje ćemo razmotriti odnose na nestišljivu tekućinu i nisu primjenjive u plinovitom okruženju.
Rice. 3. Predmet sa tečnošću
Razmotrimo objekat površine tečnosti S = 1, visine h, gustine tečnosti ρ, koji se nalazi u gravitacionom polju sa gravitacionim ubrzanjem g. Postoji pritisak fluida P 0 iznad i pritisak P h ispod, pošto je objekat u stanju ravnoteže, zbir sila koje deluju na njega biće jednak nuli. Sila gravitacije će biti jednaka gustini tečnosti po ubrzanju gravitacije i zapremini Ft = ρ g V, pošto je V = h S, a S = 1, dobijamo Ft = ρ g h.
Ukupna sila pritiska jednaka je razlici pritisaka pomnoženoj sa površinom poprečnog preseka, ali pošto je imamo jednaku jedinici, onda je P = P h - P 0
Pošto se ovaj objekat ne kreće, ove dvije sile su jedna drugoj jednake Ft = P.
Dobijamo zavisnost pritiska fluida o dubini ili zakon hidrostatičkog pritiska. Pritisak na dubini h razlikuje se od pritiska na nulti dubini za iznos ρ g h: P h = P 0 + (ρ g h).
Zakon o komunikacijskim posudama
Koristeći dva izvedena iskaza, možemo izvesti još jedan zakon - zakon komunikacionih posuda.
Rice. 4. Komunikacijski brodovi
U te posude ulijemo tečnost gustine ρ. Zakon o komunikacijskim posudama kaže: nivoi u ovim posudama će biti potpuno isti. Dokažimo ovu izjavu.
Pritisak na vrhu manje posude P 0 će biti manji od pritiska na dnu posude za iznos ρ g h, na isti način će pritisak P 0 biti manji od pritiska na dnu veće posude za isti iznos ρ g h, budući da su im gustoća i dubina iste, pa će i ove vrijednosti za njih biti iste.
Ako se u posude sipaju tečnosti različite gustine, njihovi nivoi će biti različiti.
Zaključak. Hidraulična presa
Zakone hidrostatike uspostavio je Pascal početkom 17. vijeka i od tada, na osnovu tih zakona, radi ogroman broj različitih hidrauličnih mašina i mehanizama. Pogledat ćemo uređaj koji se zove hidraulična presa.
Rice. 5. Hidraulična presa
U posudi koja se sastoji od dva cilindra sa površinama poprečnog presjeka S 1 i S 2, izlivena tečnost se postavlja na istoj visini. Postavljanjem klipova u ove cilindre i primjenom sile F 1 dobijamo F 1 = P 0 S 1.
Zbog činjenice da su pritisci koji se primjenjuju na klipove isti, lako je vidjeti da će sila koja se mora primijeniti na veliki klip da bi se održao u mirovanju premašiti silu koja se primjenjuje na mali klip, omjer ovih sila je površina velikog klipa podijeljena površinom malog klipa.
Primjenom proizvoljno male sile na mali klip, mi ćemo razviti vrlo veliku silu na većem klipu - upravo tako radi hidraulična presa. Sila koja će biti primijenjena na veću presu ili na dio postavljen na to mjesto bit će proizvoljno velika.
Sljedeća tema su Arhimedovi zakoni za nepokretna tijela.
Zadaća
- Definišite Pascalov zakon.
- Šta kaže zakon o komunikacijskim posudama?
- Odgovorite na pitanja sa stranice (izvor).
- Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizika (osnovni nivo) - M.: Mnemosyne, 2012.
- Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fizika 10. razred. – M.: Ilexa, 2005.
- Gromov S.V., Rodina N.A. Fizika 7. razred, 2002.
Pascalov zakon za tečnosti i gasove
Tečnosti i gasovi prenose pritisak koji se na njih primenjuje podjednako u svim pravcima.
Ovaj zakon je sredinom 14. veka otkrio francuski naučnik B. Paskal i kasnije je dobio njegovo ime.
Činjenica da tečnosti i gasovi prenose pritisak objašnjava se velikom pokretljivošću čestica od kojih su sastavljene, što ih značajno razlikuje od čvrstih tela, čije su čestice neaktivne i mogu da osciliraju samo oko svojih ravnotežnih položaja. Recimo da se gas nalazi u zatvorenoj posudi sa klipom, a njegovi molekuli ravnomerno ispunjavaju čitavu zapreminu koja mu je data. Pomaknimo klip, smanjujući volumen posude, sloj plina uz klip će se komprimirati, molekule plina će se nalaziti gušće nego na nekoj udaljenosti od klipa. Ali nakon nekog vremena, čestice plina, koje učestvuju u haotičnom kretanju, pomiješat će se s drugim česticama, gustina plina će se izjednačiti, ali će postati veća nego prije pokretanja klipa. U tom slučaju povećava se broj udaraca na dno i zidove posude, pa se pritisak klipa prenosi plinom u svim smjerovima podjednako i u svakoj točki raste za isti iznos. Slično razmišljanje može se primijeniti i na tekućine.
Formulacija Pascalovog zakona
Tlak koji stvaraju vanjske sile na tekućinu (gas) koja miruje prenosi supstanca u svim smjerovima bez promjene na bilo koju tačku tekućine (plina) i stijenke posude.
Pascalov zakon vrijedi za nestišljive i stišljive tekućine i plinove ako se zanemari kompresibilnost. Ovaj zakon je posljedica zakona održanja energije.
Hidrostatički pritisak tečnosti i gasova
Tečnosti i gasovi prenose ne samo spoljašnji pritisak, već i pritisak koji nastaje usled postojanja gravitacije. Ova sila stvara pritisak unutar tečnosti (gasa), koji zavisi od dubine uranjanja, dok primenjene spoljne sile povećavaju ovaj pritisak u bilo kojoj tački supstance za isti iznos.
Pritisak koji vrši tečnost (gas) u mirovanju naziva se hidrostatički. Hidrostatički pritisak ($p$) na bilo kojoj dubini unutar tečnosti (gasa) ne zavisi od oblika posude u kojoj se (on) nalazi i jednak je:
gde je $h$ visina stuba tečnosti (gasa); $\rho$ je gustina supstance. Iz formule (1) za hidrostatički pritisak proizilazi da je na svim mjestima tečnosti (gasa) koja se nalaze na istoj dubini pritisak isti. Kako se dubina povećava, hidrostatički pritisak raste. Dakle, na dubini od 10 km, pritisak vode je približno $^8 Pa$.
Posledica Pascalovog zakona: pritisak u bilo kojoj tački na istom horizontalnom nivou tečnosti (gasa) u stanju ravnoteže ima istu vrednost.
Primjeri problema sa rješenjima
Vježbajte. Date su tri posude različitog oblika (sl. 1). Površina dna svake posude je $S$. U kojoj od posuda je pritisak iste tečnosti na dno najveći?
Rješenje. Ovaj problem se bavi hidrostatskim paradoksom. Posledica Pascalovog zakona je da pritisak tečnosti ne zavisi od oblika posude, već je određen visinom stuba tečnosti. Pošto je, prema uslovima zadatka, površina dna svake posude jednaka S, sa slike 1 vidimo da je visina stubova tečnosti ista, uprkos različitoj težini tečnosti, sila "težina" pritiska na dno u svim posudama je ista i jednaka je težini tečnosti u cilindričnoj posudi. Objašnjenje ovog paradoksa leži u činjenici da sila pritiska tekućine na nagnute zidove ima vertikalnu komponentu, koja je u posudi koja se sužava prema vrhu usmjerena prema dolje, a u proširenoj je usmjerena prema gore.
Vježbajte. Na slici 2 prikazane su dvije komunikacijske posude s tekućinom. Poprečni presjek jedne posude je $n\$ puta manji od druge. Posude su zatvorene klipovima. Na mali klip se primjenjuje sila $F_2.\ $Koja sila mora biti primijenjena na veliki klip da bi sistem bio u stanju ravnoteže?
Rješenje. Problem predstavlja dijagram hidraulične prese koja radi na osnovu Pascalovog zakona. Pritisak koji prvi klip stvara na tečnost jednak je:
Drugi klip vrši pritisak na tečnost:
Ako je sistem u ravnoteži, $p_1$ i $p_2$ su jednaki, pišemo:
Nađimo veličinu sile primijenjene na veliki klip:
Pritisak u tečnostima Pascalov zakon
§ 11. Pascalov zakon. Komunikacijski brodovi
Neka tečnost (ili gas) bude zatvorena u zatvorenoj posudi (slika 17).
Pritisak koji se vrši na tečnost na bilo kom mestu na njenoj granici, na primer klipom, prenosi se bez promena na sve tačke tečnosti - Pascalov zakon.
Pascalov zakon važi i za gasove. Ovaj zakon se može izvesti razmatranjem uslova ravnoteže proizvoljnih cilindričnih zapremina koje su mentalno identifikovane u tečnosti (slika 17), uzimajući u obzir činjenicu da tečnost pritiska bilo koju površinu samo okomitu na nju.
Koristeći istu tehniku, može se pokazati da je zbog prisustva jednolikog gravitacionog polja, razlika pritisaka na dva nivoa tečnosti, međusobno razmaknutih po visini jedan od drugog na udaljenosti `H`, data relacijom `Deltap= rhogH`, gdje je `rho` gustina tečnosti. ovo implicira
u komunikacionim posudama ispunjenim homogenom tečnošću pritisak u svim tačkama tečnosti koje se nalaze u istoj horizontalnoj ravni je isti, bez obzira na oblik posuda.
U ovom slučaju, površine tečnosti u komunikacionim posudama su postavljene na isti nivo (slika 18).
Pritisak koji se javlja u tečnosti zbog gravitacionog polja naziva se hidrostatički. U tečnosti na dubini `H`, računajući od površine tečnosti, hidrostatički pritisak je `p=rhogH`. Ukupni pritisak u tečnosti je zbir pritiska na površini tečnosti (obično atmosferski pritisak) i hidrostatskog pritiska.
- Predavanje 1. Međunarodno privatno pravo u sistemu ruskog prava 1.3. Sistem međunarodnog privatnog prava Međunarodno privatno pravo, kao i mnoge grane prava, dijeli se na dva dijela: opći i posebni. Opšti dio govori o […]
- Tema 1: Opšte odredbe krivičnog prava 1.7. Pojam, vrste i struktura normi krivično-izvršnog prava Norma krivično-izvršnog prava je opšteobavezujuće, formalno definisano pravilo ponašanja čiji je cilj […]
- Mini-enciklopedija o pravilima bezbednog ponašanja Prezentacija lekcije Pažnja! Pregledi slajdova služe samo u informativne svrhe i možda ne predstavljaju sve karakteristike prezentacije. Ako […]
- Koji su oblici i vrste vlasništva nad objektima životinjskog svijeta? Prema Federalnom zakonu o fauni (član 4), fauna na teritoriji Ruske Federacije je državna svojina. Na kontinentalnom […]
- Ako ste zaboravili polisu kod kuce AKO STE ZABORAVILI POLICU KOD KUCE KAKO DOKAZATI INSPEKTORU DA POSTOJI AUTO JE KUPLJEN U IZLOZNOM PROSTORU U MARTU I REGISTROVAN U MARTU BEZ OSIGURANJA (NISU PRAVNI 1 Advokati) popodne, Vlad! odgovornost za […]
- Pružanje finansijske pomoći za finansiranje specifičnih ciljanih troškova Jedna od karakterističnih karakteristika pružanja finansijske pomoći u obliku subvencija ili subvencija je njihova ciljanost i ciljanost. U […]
Pascalov zakon - Pritisak koji se vrši na tečnost (gas) na bilo kom mestu na njenoj granici, na primer, klipom, prenosi se bez promene na sve tačke tečnosti (gasa).
Ali obično se koristi ovako:
Hajde da pričamo malo o Pascalovom zakonu:
Na svaku česticu tečnosti koja se nalazi u gravitacionom polju Zemlje utiče sila gravitacije. Pod uticajem ove sile, svaki sloj tečnosti pritiska na slojeve koji se nalaze ispod njega. Kao rezultat, pritisak unutar tečnosti je na različitim nivoima neću isto. Dakle, u tečnostima postoji pritisak zbog svoje težine.
Iz ovoga možemo zaključiti: Što dublje ronimo pod vodu, to će jači pritisak vode djelovati na nas
Pritisak zbog težine tečnosti naziva se hidrostatički pritisak.
Grafički je na slici prikazana ovisnost pritiska o dubini uranjanja u tekućinu.
Na osnovu Pascalov zakon Rade razni hidraulički uređaji: kočioni sistemi, prese, pumpe, pumpe itd.
Pascalov zakon ne primenjuje se u slučaju pokretne tečnosti (gasa), kao iu slučaju kada se tečnost (gas) nalazi u gravitacionom polju; Dakle, poznato je da atmosferski i hidrostatički pritisak opadaju sa visinom.
U formuli smo koristili:
Pritisak
Pritisak okoline
Gustina tečnosti
Blez Paskal je bio francuski matematičar, fizičar i filozof koji je živeo sredinom sedamnaestog veka. Proučavao je ponašanje tečnosti i gasova i proučavao pritisak.
Primetio je da oblik posude nema uticaja na pritisak tečnosti u njoj. Takođe je formulisao princip: Tečnosti i gasovi prenose pritisak koji se na njih vrši podjednako u svim pravcima.
Ovaj princip se zove Pascalov zakon za tečnosti i gasove.
Potrebno je shvatiti da ovaj zakon nije uzeo u obzir silu gravitacije koja djeluje na tečnost. Zapravo, Pritisak fluida raste sa dubinom zbog privlačenja prema Zemlji, a to je hidrostatički pritisak.
Da biste izračunali njegovu vrijednost, koristite formulu: 
- pritisak kolone tečnosti.
- ρ - gustina fluida;
- g - ubrzanje slobodnog pada;
- h - dubina (visina stuba tečnosti).
Ukupni pritisak fluida na bilo kojoj dubini je zbir hidrostatskog pritiska i pritiska povezanog sa spoljnom kompresijom: 
gdje je p0 vanjski pritisak, na primjer, klipa u posudi s vodom.
Primjena Pascalovog zakona u hidraulici
Hidraulički sistemi koriste nestišljive fluide, kao što su ulje ili voda, za prenos pritiska sa jedne tačke na drugu unutar fluida sa povećanjem snage. Hidraulički uređaji se koriste za drobljenje čvrstih materija u prešama. Zrakoplovi imaju ugrađenu hidrauliku u kočionim sistemima i stajnom trapu.
Pošto Pascalov zakon važi i za gasove, u tehnici postoje pneumatski sistemi koji koriste vazdušni pritisak.
Arhimedova moć. Stanje plutajućih tijela
Poznavanje Arhimedove sile (takođe poznate kao sila plutanja) je važno kada pokušavate da shvatite zašto neka tela lebde dok druga tonu.
Pogledajmo primjer. Čovek je u bazenu. Kada je potpuno potopljen u vodu, lako može izvesti salto, salto ili skočiti vrlo visoko. Na kopnu je izvođenje takvih vratolomija mnogo teže.
Ovakva situacija u bazenu je moguća zbog činjenice da Arhimedova sila djeluje na osobu u vodi. U tečnosti, pritisak raste sa dubinom (to važi i za gas). Kada je tijelo potpuno pod vodom, pritisak tekućine odozdo tijela prevladava nad pritiskom odozgo i tijelo počinje da pluta.
Arhimedov zakon
Na tijelo u tekućini (gas) djeluje sila uzgona koja je po veličini jednaka težini količine tekućine (gasa) koju istiskuje uronjeni dio tijela.
- Ft - gravitacija;
- Fa - Arhimedova sila;
- ρl - gustina tečnosti ili gasa;
- Vv. i. - zapremina istisnute tečnosti (gasa) jednaka zapremini uronjenog dela tela;
- Pv. i. - težina istisnute tečnosti.
Stanje za jedrenje
- FT>FA - tijelo se davi;
- FT< FA - тело поднимается к поверхности до тех пор, пока не окажется в положении равновесия и не начнёт плыть;
- FT = FA - tijelo je u ravnoteži u vodenom ili plinovitom okruženju (pluta).
