Параграф 38 Физика 7 класс Пёрышкин | Конспект

Давление в жидкости и газе, вызванное действием силы тяжести

В этом параграфе рассматривается влияние силы тяжести на давление в жидкостях и газах. Давление в жидкости отличается от обычного давления тем, что оно увеличивается с глубиной. Это происходит потому, что вес верхних слоёв жидкости оказывает давление на нижележащие слои. Такой же принцип действует и в газах: давление воздуха увеличивается ближе к поверхности Земли и уменьшается с высотой.

Давление в жидкости под действием силы тяжести

Когда жидкость находится в покое, на её слои действует сила тяжести, вызывающая гидростатическое давление. Давление жидкости на глубине зависит от высоты столба жидкости над этой точкой и плотности жидкости. Формула для расчёта гидростатического давления:
p=ρgh, где p — давление, ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, h — высота столба жидкости. Это давление увеличивается по мере погружения на большую глубину. Например, чем глубже ныряет человек в воду, тем больше давление ощущается на его тело.

Опыт с трубкой для демонстрации давления

Простой эксперимент с трубкой и пробкой помогает понять, как изменяется давление с глубиной. Трубку с закрытым нижним концом погружают в сосуд с водой, и давление воды начинает действовать на пробку снизу. По мере увеличения глубины пробка вытесняется вверх. Если же трубка открыта с обеих сторон, давление уравновешивается, и пробка остаётся на месте. Этот опыт показывает, что давление в жидкости зависит не только от глубины, но и от площади поверхности.

Изменение давления в закрытых сосудах

Если закрытый сосуд полностью заполнен жидкостью или газом, то давление распространяется равномерно на все стенки сосуда. При этом давление зависит от высоты столба жидкости, как и в открытых сосудах. Если в сосуд добавить ещё жидкость, давление возрастёт, а если убрать часть жидкости, то давление уменьшится. Этот принцип применяется в практике для расчёта давления в закрытых системах, например, в трубопроводах или гидравлических механизмах.

Влияние давления на газ

Газ, как и жидкость, обладает весом, поэтому давление в газах также увеличивается с глубиной, но в гораздо меньшей степени, чем в жидкостях. Это связано с меньшей плотностью газа по сравнению с жидкостью. Давление газа возрастает при снижении высоты над уровнем моря и уменьшается при подъёме на большие высоты. Например, на вершине горы давление воздуха значительно ниже, чем на уровне моря, что влияет на самочувствие людей и работу различных приборов.

Практическое применение закона Паскаля

Давление в жидкостях и газах важно учитывать при проектировании гидравлических и пневматических систем. В гидравлических системах используется свойство жидкости равномерно передавать давление по всему объёму. В пневматике изменение давления воздуха позволяет управлять различными механизмами, такими как подъёмники, тормоза или приводы. Правильное понимание распределения давления необходимо для обеспечения надёжной и безопасной работы технических систем.