Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гаевой А.И. -> "Справочник по физике для поступающих в ВУЗы" -> 32

Справочник по физике для поступающих в ВУЗы - Гаевой А.И.

Гаевой А.И. Справочник по физике для поступающих в ВУЗы — Наукова думка, 1968. — 358 c.
Скачать (прямая ссылка): spravochnikpofizike1968.djvu
Предыдущая << 1 .. 26 27 28 29 30 31 < 32 > 33 34 35 36 37 38 .. 121 >> Следующая


Пусть жидкость находится в цилиндрическом сосуде с площадью сечения S; высота столба жидкости А; тогда давление жидкости на дно сосуда

P _тё_ PShg _ р-'s-~s=—=Vgb-

Таким образом, давление жидкости на дно пропорционально ее плотности и высоте столба. Согласно закону Паскаля, это давление Передается во все стороны одинаково, следовательно, жидкость оказывает одинаковое давление на боковые стенкн сосуда и иа тела, погруженные в нее н находящиеся на той же глубине.

Рис. 35.

95'
Если жидкость испытывает внешнее давление Po (например, давление воздуха), то давление внутри жидкости на глубине А

P = Po + P Bh.

Задача. Нефть хранится в баке, имеющем форму цилиндра высотой A= 8 м и диаметром (1=5 л. Определить силу, с которой нефть давит на боковую поверхность бака, Плотность нефти в = = 0,76 • 10» кг/м\

Решение. С увеличением глубины давление постепенно возрастает от нуля у поверхности до максимального значения на дне бака. Среднее давление Pc = . Сила давлення

F=PcS=If *ЙЛ= ^ = з= 3,14 • в»76 ' 1Q3 кг1м8 ' м/сек* • 5 ж - 64 мя _ 3 7 . до» н

ОтвёГ. F = 3,7- 10* «.

§ 30. Закон ,сообщающихся сосудов

Сообщающимися называются сосуды, соединенные в нижней части.

Пусть однородная жидкость в сообщающихся сосудах находится в состоянии покоя. Тогда давление на дно в каждом из сосудов будет одинаково, т. е. P1 = р2. Выражая давление через плотность и высоту уровней жидкости, получим

FgAl = PgA2.

Отсюда следует, что для однородной жидкости высота ее уровней в сообщающихся сосудах одинакова. Это свойство используется для определения высоты уровня жидкости в закрытом сосуде, например в паровом котле. Принцип сообщающихся сосудов положен в основу устройства шлюзов, водопровода и т. д.

Если в сообщающиеся сосуды налить разные несмешивающиеся жвдкостн, тО

Pig^i = PsgA3; отсюда

т. е. в состоянии покоя высота столбов разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах обратно пропорциональна их плотностям.
Задача. В сообщающиеся сосуды вначале налили ртуть, а затем в один из сосудов—воду высотой A0 = 21,5 'см, в другой — бензин, причем верхние уровни бензина и воды совпадали. Какова разность уровней ртути в сообщающихся сосудах, если плотность ртути р= 13,6 г/сма, а беизина P1 = 0,7 г/см3?

Решение. Поскольку плотность воды больше, чем плотность бензина, уровень ртути в сосуде с водой ниже, чем уровень ртути в сосуде с бензином. Если от уровня ртути в сосуде, в который налита вода, провести горизонтальную линию AB (рис. 36), то, очевидно, эту часть ртутн, находящуюся в равновесии, можно не учитывать -при расчетах. Тогда j— остается, с одной стороны, столб воды высотой ho, а с другой — с- олб ртути высотой А и бензина высотой h0—h. Так как жидкости находятся в равновесии, то вы- ч

полняется равенство

Лоро? = Лр8 + (Ло — A) Pig.

Отскда I

A=ES-^A0; A = А

р—Pi 1 г/сма — 0,7 г/см3 ~ 13,6 г/см*- 0,7 г/см8 Х X 21,5 см = 0,5 сМ.

Ответ. Разность уровней ртути равна 0.5 см.

§ 40. Закон Архимеда

Древнегреческий ученый Архимед установил, что жидкость (илй еаз) действует на погруженное в нее (него) тело с силой, направленной вертикально вверх и равной весу жидкости (газа) в объеме погруженной части тела. і Таким образом, на тело, погруженное в жидкость (газ), действуют две силы: вес тела Р, направленный вертикально вниз, и выталкивающая сила F, равная весу вытесненной жидкости (газа) и направленная вертикально вверх. Отсюда следует, что плавающее тело выталкивает столько жидкости, сколько само оно весит. Этот закон лежит в основе расчетов при конструировании судов, под-•водных лодок, аэростатов и т. д.

4 9-499 97
Разность между выталкивающей силой и весом тела называется 'подъемной силой.

Задача 1. По весу изготовленной для царя Гиерона короны в воздухе (Р = 9,81 н) и в воде (P1 = 9,22 н) Архимед, не разрушая изделия, смог установить, изготовлено ли оно из чистого золота. Как рассуждал Архимед?'

Решение. Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо определить плотность короны н сравнить ее с плотностью золота, равной P1 = 19,3 • IO8 кг/мК Плотность короны

т P Р= V - gV ’

где P — вес короны в воздухе, V— ее объем. Объем короны равен объему вытесненной воды, выраженному через вес йоды P2 и ее плотві

ность Po, по формуле V = —— -„ gp*

По закону Архимеда вес вытесненной воды равен выталкивающей силе: Pi-P- P1. Поэтому

Искомая плотность короны

P = Pa; P = н • IOiW** - 16,6 . 103 кг/ле>.

Следовательно, корона состояла не из чистого золота.

Задача 2. Тело плавает в ртути таким образом, что в нее погружено 0,65 объема тела. Какая часть тела окажется погруженной в ртуть, если поверх ртути налить слой воды, полностью покрывающий тело?

Решение. По закону Архимеда вес тела равен весу вытесненной им ртути, т. е. P = 0,65 Vpg, где V — объем тела, р— плотность ртути.

Пусть V1 — объем части тела, остаишейся в ртути после того, как налили поверх нее воду. Вес тела во втором случае равен выталкивающей силе ртути и воды:

P =Vifg+(V-V1)tigl

где P1 — плотность воды.
Предыдущая << 1 .. 26 27 28 29 30 31 < 32 > 33 34 35 36 37 38 .. 121 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed