§39. Давление в жидкости и газе

Вопросы

1. Как на опытах показать, что давление внутри жидкости на разных уровнях разное, а на одном и том же уровне во всех направлениях одинаковое?

Ответ:

Проведем следующий опыт. Возьмем стеклянный цилиндр с резиновой пробкой. Ее будет оттягивать вниз, под действиям силы тяжести воды. Этот цилиндр опускаем в другую емкость. (рис. 107, а). По мере погружения можно будет заметить, что пробка уже не оттягивается, а пришла в равновесие, то есть на нее начала действовать вода в емкости. (рис. 107, б). При уравновешивании сил наступает момент, когда пробка выравнивается.

Проведем аналогичный опыт. Скажем у нас будет трубка, в которой резиновая заглушка закрывает боковое отверстие (рис. 108, а). Погрузим эту трубку с водой в ней в другой сосуд с водой (рис. 108, б). И в этом случае, как только уровни воды в трубке и в сосуде уравняются, пробка также придет в равновесие, не будет выпирать наружу или внутрь.

Еще один опыт. Возьмем стеклянный цилиндр с отпадающим дном. Первоначально можем туда вовсе не наливать воду. Отпустим в таком состоянии цилиндр в емкость с водой. В этом случае давление воды будет давить на пробку, она будет удерживаться внизу цилиндра, так как в нем нет воды уравновешивающей давление воды в сосуде.  (рис. 109, а). Теперь нальем воду в полый цилиндр, вода начнет действовать на пробку равнозначно давлению оказываемом извне, то есть со стороны воды в большом сосуде. Пробка так как имеет свой вес, просто отпадет и утонет. (рис. 109, б). При этом такое явление можно наблюдать при практически равном погружении цилиндра и уровне воды в нем.


рис. 107. Выпрямление плёнки при одинаковом уровне воды в трубке и в сосуде.

рис. 108. Выпрямление плёнки при равенстве сил, действующих на неё с обеих сторон

рис. 109. Отпадание дна сосуда под действием силы тяжести.

Эти опыты показывают, что есть давление в жидкости, которое равномерно распределено и это давление зависит от глубины, слоя погружения в эту жидкость. Чем ближе к поверхности земли, тем большее давление.

 

2. Почему во многих случаях не принимают во внимание давление газа, созданное его весом?

Ответ:

Газ весьма легкий и поэтому его давление слой на слой не существенно, что не скажем про белее плотные среды.