Если на меньший поршень слева действует сила \(F_1\), направленная вниз, то под поршнем создается избыточное давление \(p=\\\\frac\). Это давление передается на весь объем в жидкости, а под большим поршнем с правой стороны мы имеем \(p=\frac\). Сила \(F_2=pS_2=F_1\frac\) будет действовать вверх на большой поршень.
Как располагается поверхность однородной жидкости в сообщающихся сосудах
Давление жидкости увеличивается с глубиной: на глубине h давление составляет жидкости p = pgh, где p — плотность жидкости.
Сосуды, которые соединены друг с другом снизу трубкой, называются сообщающимися сосудами . В сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости сосуды, соединенные снизу, лежат в одной плоскости.
Если сообщающиеся сосуды заполнены жидкостями различной плотности, высота колонн жидкостей над плоскостью их раздела определяются соотношением: p2*h2 = p1*h1
| Закон сообщающихся сосуды: твердые и открытые сообщающихся сосудах любой формы, давление жидкости одинакова в каждой горизонтальной плоскости. |
Это схематично показано на следующем рисунке в точках A и B ⇒ p. A = ρB .
Вывод 1: в твердом и открытом сообщающихся сосудах высоты столбов жидкостей, рассчитывается по плоскости, ниже которой жидкость однородна, обратно пропорциональны плотности этих жидкостей. 2 : неподвижный и открытый сообщающихся сосудах однородная жидкость всегда определяется в одной и той же плоскости, независимо от формы контейнеров.
Гидравлический пресс
В гидравлическом прессе сообщающиеся сосуды с различными поперечными сечениями S2 и S1 заполнены однородной жидкостью, используются для получения преимущества в силе — F2/F1, равного — S2/S1.
Шлюзы
Шлюзы представляют собой одну или несколько камер, каждая из которых может вмещать несколько сосудов одновременно. Камеры отделены друг от друга герметично закрывающимися воротами. Уровень воды по разные стороны ворот должен быть одинаковым, чтобы судно могло пройти через них. Уровень воды можно выровнять, слегка приподняв ворота, что поднимает секции шлюза по обе стороны от ворот. сообщающимися сосудами.
Решение задач
См: Конспект урока по физике «Сообщение сосудов. «Коммуникация коммуникации». Воздушные замки». Выберите следующие шаги:
Гидравлический пресс был изобретен в 1795 году и с тех пор нашел множество применений в различных отраслях промышленности. Современные прессы могут создавать усилие в сотни миллионов ньютонов, используются для уплотнения металлических изделий, прессования картона и хлопка, отжима масла из семян и т.д.
Закон сообщающихся сосудов
Сообщающиеся сосуды — это сосуды, которые взаимодействуют друг с другом и имеют общее дно.
Рисунок 1: Сообщающиеся сосуды
Закон сообщающихся сообщающихся сосудов показывает, что в таком случае сосудах, независимо от их формы, поверхности однородных жидкостей В состоянии покоя они находятся в одной плоскости, т.е. давление, оказываемое на стенки, одинаково в каждой горизонтальной плоскости.
Если же в сосуде жидкости В противном случае уровень в сосуде выше, в котором жидкость имеет меньшую плотность. То есть, если вы наливаете в сосуд жидкость, которая имеет одну плотность, а во второй — другую, при равновесии их уровни не будут одинаковыми. Из этого можно вывести формулу:
Также для сообщающихся Формула важна для сосудов:
p=g p h
- g – ускорение свободного падения;
- ρ – плотность жидкости (кг/куб.м);
- h – глубина (высота столба жидкости).
Эта формула определяет давление жидкости на дно сосуда.
Древние римляне не знали определения сообщающихся судов, поэтому их акведуки — водопроводы — покрывали огромную площадь над поверхностью и были построены с равномерным уклоном.
Свойства сообщающихся сосудов
В сообщающихся сосудах уровень жидкости то же самое. Причина этого в том, что они что жидкость одинаковое давление на стены сосуда. Для достижения различных уровней однородной жидкости в сообщающихся сосудах может быть достигнуто путем создания перегородки между ними.
Перегородка закрывает связь между сосудами, и затем вы можете заполнить один из них жидкость, чтобы изменить уровень. В этой ситуации возникает высота — давление, создаваемое весом колонны. жидкости с высотой, равной разнице между уровнями. И если вы удалите мембрану, это давление, которое что жидкость перетекает в емкость с самым низким уровнем, пока уровни снова не сравняются.
Физическое давление очень часто встречается в жизни. И тому есть немало примеров. Вода в горных реках, например, имеет его, когда падает с большой высоты. Плотина также является примером естественной высоты падения. Чем он выше, тем больше высота воды, поднимаемой плотиной.
Применение закона о сообщающихся сосудах
Принцип действия сообщающихся Они используются при строительстве фонтанов, акведуков и водных преград. Чайник и его носик также являются сообщающимися сосудами, когда вода, налитая в чайник, заполняет носик и остальную часть чайника на одном уровне. Использование свойств этих судов может даже помочь провести корабль через гору. И это именно то, для чего нужен шлюз. Шлюз — это лифт для кораблей. Когда водоем перегорожен плотиной, уровень воды в водохранилище выше, чем в реке ниже по течению. Чтобы попасть на этот уровень, лодка должна войти в шлюз, который окружен двумя водонепроницаемыми воротами. Когда шлюз полностью заполняется водой, судно покидает шлюз и продолжает свой путь (уровень воды в шлюзе и в водохранилище выравнивается по закону сообщающихся сосудов).
Рисунок 2. замок
Примечание: Обратите внимание, что разница \(h_\text=778-18 = 760\text\) — это нормальное атмосферное давление, измеренное в «миллиметрах ртути» (см. § 31 настоящего руководства). Therefore \(h_2=h’_2+h_\text\).
7 класс
На рисунке 116 показано два сосуда, которые соединены между собой резиновой трубкой. Эти сосуды называются сообщающимися. В качестве примера можно привести лейку, чайник, кофейник. сообщающихся Из опыта мы знаем, что, например, вода, залитая в лейку, всегда имеет одинаковую высоту в емкости лейки и в боковой трубе.
С сообщающимися сосудами Можно провести следующий простой эксперимент. В начале эксперимента (рис. 116, а) упругая труба зажимается посередине, и в одну из труб наливается вода. Затем зажим открывается, и вода начинает поступать в другую трубку до тех пор, пока поверхности вода в обеих трубках находится на одном уровне (Рисунок 116, b). Одну из труб можно прикрепить к штативу, а другую поднять, опустить или наклонить в сторону. И в этом случае, как только жидкость успокаивается, значения в обеих трубках становятся одинаковыми (Рисунок 116, c).
В сообщающихся сосудах с любой формой и сечением поверхности однородной жидкости (при условии, что давление воздуха в трубе составляет) над жидкостью одинаково) (Рисунок 118).
Это можно обосновать следующим образом. Жидкость находится в состоянии покоя и не перемещается из одного сосуда друг в друга (см. рис. 116). Таким образом, давление в обоих сосудах одинаковы на данной плоскости. Жидкость в обоих сосудах одинакова, т.е. имеет одинаковую плотность. Следовательно, их высота также должна быть одинаковой. Если мы поднимаем контейнер или наполняем его жидкость, давление в нем повышается и жидкость он переносится в другую емкость до тех пор, пока давления не сравняются.
Примером сообщающихся Давление в судне можно увеличить с помощью шлюзов, построенных в обход плотин, или каналов, соединяющих реки (рис. 122).
Если в один из сообщающихся сосудов налить жидкость Если вода в одном водоеме имеет определенную плотность, а вода во втором водоеме имеет другую плотность, то при равновесии уровни в этих водоемах не будут одинаковыми. жидкостей Они больше не будут прежними. И это вполне объяснимо. В конце концов, мы знаем, что давление жидкости на дно сосуда прямо пропорциональна высоте колонны и плотности жидкости. И в этом случае плотности жидкостей различны, так что высота этих столбцов жидкостей будут различны.
Если давления равны, то высота колонны жидкости с более высокой плотностью будет ниже, чем высота жидкости высота колонны с наименьшей плотностью (рис. 119).
Упражнения:
Упражнение № 18
1. на рис. 120 показан водомер парового котла, где 1 — паровой котел, 2 — водопроводные краны и 3 — водомер. Объясните принцип работы этого устройства.
2. на рисунке 121 показано поперечное сечение артезианской скважины. Почва, глина и песок, легко проницаема. Глина и известняк, с другой стороны, проницаемы. Объясните эффект от такой скважины.
3. Докажите, что в сообщающихся сосудах высота колонн над границей раздела двух гетерогенных пород жидкостей (см. рис. 119) обратно пропорциональны плотности жидкостей.
описание пути. Используйте формулу для расчета давления жидкости.
4) Могут ли настройки жидкости (см. рис. 116), если правый сосуд шире левого; более узкий, чем левый; если сосуды имеют разную форму?
Задания:
1. придумайте простой способ установить фонтан в парке или саду. Нарисуйте схему такого устройства и объясните, как оно работает. Сделайте модель фонтана.
2. на рисунке 122a показана схема устройства гавани, а на рисунке 122b — схема корабельной гавани. Изучите чертежи и объясните принцип работы замков. Какое явление используется в работе замков?
3. В два сосуда Вода выливается (рис. 123). В каком сосуде давление воды на дно больше и на сколько больше, если h 1 = 40 см, a h 2 = 10 см? В каком направлении и как долго будет переливаться вода при включении крана?
