Передача тиску рідинами і газами.
закон Паскаля
М
Ти вже знаємо, що окремі шари і дрібні частинки рідини і газу вільно переміщаються відносно один одного в усіх напрямках, на відміну від твердих тіл. Це можна підтвердити простим досвідом: якщо подути на поверхню води в склянці, то вода почне рухатися.
Через те, що частинки газу і рідини рухливі, тиск, який чиниться на них, передається не тільки в напрямку дії наданої сили, а в кожну точку рідини або газу.
Н
а мал.1а ми бачимо посудину, в
якому знаходиться газ. частинки
газу рівномірно розподіляються
по всьому судині. посудина зверху
закритий поршнем, який може
переміщатися вниз і вгору.
Натиснемо на поршень так, щоб
він трохи занурився в посудину і
здавив газ. В результаті частинки, рис. 1
що знаходяться під поршнем, уплот-
Рухаючись, частки газу будуть переміщатися в усіх напрямках і в результаті цього переміщення їх розташування знову стане рівномірним, але вже більш щільним, ніж раніше (рис.1в). В результаті тиск газу всюди збільшиться. З цього можна зробити висновок, що додатковий тиск передається всім частинкам газу. Якщо, наприклад, тиск на газ близько самого поршня збільшиться на 1 Па, то у всіх точках внутрігаза тиск стане більше на стільки ж, тобто на 1 Па. Тиск газу і на поршень, і на стінки посудини, і на дно посудини також збільшиться на 1 Па.
У 1648 році французький вчений Блез Паскаль досвідченим шляхом підтвердив те, що тиск рідини залежить від висоти її стовпа. Він вставив в закриту бочку, наповнену водою, трубку діаметром 1см 2. довжиною 5 м і, піднявшись на балкон 2-го
поверху будинку, вилив в цю трубку кухоль води.
Коли вода в ній піднялася до висоти
тиск води в ній збільшилася настільки, що в
міцної дубової бочці утворилися щілини, через
які потекла вода.
Закон Паскаля говорить:
тиск, вироблене на рідину або газ,
передається в будь-яку точку об'єму рідини і
газу без змін у всіх напрямках.
Закон пояснюється рухливістю часток жідкос-
тей і газів у всіх напрямках.
Нам немає необхідності повторювати досвід
Паскаля з бочкою, але ми можемо скористатися
трубкою Паскаля для підтвердження істинності
На рис.2 зображений порожниста куля, що має в різних місцях вузькі отвори. До кулі приєднана трубка, в яку вставлений поршень. Якщо наповнити кулю водою і опустити вниз поршень, то з усіх отворів кулі
поллється вода. Поршень тисне на поверхню води в трубці. Частинки води, що знаходяться під поршнем, ущільнюючи, передають тиск поршня іншим, більш глибоких шарів.
З досвіду випливає, що тиск поршня передається в кожну точку рідини, що заповнює кулю і в результаті тиску частина води виштовхується
з кулі у вигляді цівок, що випливають
з отворів у всіх напрямках.
Якщо куля заповнити димом
(Рис.2б) і всувати поршень в трубку, то з усіх
отворів кулі будуть виходити
цівки диму. Цей досвід також
підтверджує, що гази, як і
рідини, передають вироблене
на них тиск на всі боки без а) б)
Закон Паскаля покладено в основу пристрою багатьох механізмів.
Пневматична система водопостачання.
Насос з водойми закачує в бак воду, що стискає повітряну подушку, в результаті стискувані частки повітря ущільнюються і, отже, тиск збільшується. При досягненні тиску повітря 400000 Н / м 2 насос відключається і припиняє закачувати воду в бак.
Згідно із законом Паскаля тиск, вироблене на рідину (або газ) передається в будь-яку точку об'єму рідини (або газу) без змін у всіх напрямках. Тому, при відкритті крана вода, під дією тиску повітря, магістральним трубопроводом піднімається в будинку.
Цей же принцип покладено в
основу роботи обприскувача.
В обприскувачах, які використовуються для
боротьби з сільськогосподарськими
шкідниками, тиск нагнітається
розчину отрути - 500 000 Н / м2.
Рідина розпорошується при відкритому
а основі використання закону Паскаля працюють гідравлічні машини. Основними частинами гідравлічної машини є два циліндра з поршнями, в циліндрах під поршнями знаходиться мінеральне масло. Циліндри з'єднані між собою трубкою, по якій масло може перетікати з одного циліндра в інший.
Площі S1 і S2 циліндрів істотно істотно різні, поршні щільно закривають
циліндри. При дії сили F1 на
поршень у вузькому циліндрі з площею
S1 в рідини під поршнем створюється
Згідно із законом Паскаля такий же тиск буде всередині рідини в другому циліндрі. В результаті на поршень у другому циліндрі з боку рідини діє сила:
.
Гідравлічна машина дає виграш в силі в стільки разів, у скільки площа її великого поршня більше площі малого поршня.
ідравліческіе машини використовуються в якості домкратів для підйому вантажів, в пресах для виготовлення різних металевих і пластмасових виробів, в гальмівних системах.
На самоскидах встановлюються
Призначення рухомого циліндра
- збільшення висоти підйому
Для опускання вантажу відкривають