Хидростатично налягане. Закон на Архимед Изготвил: Силвия Боянова Древногръцки математик, астроном, философ, физик и инженер.

Download Report

Transcript Хидростатично налягане. Закон на Архимед Изготвил: Силвия Боянова Древногръцки математик, астроном, философ, физик и инженер.

Хидростатично
налягане.
Закон на Архимед
Изготвил: Силвия Боянова
Древногръцки математик, астроном, философ, физик и инженер. Някои от неговите приноси
са в областта на хидростатиката, статиката и принципа на
работа на лоста. Той изобретява и няколко машини.
Какво ще научим?
• Хидростатично
налягане;
• Скачени съдове;
• Приложения
• Изтласкваща сила;
• Закон на Архимед;
• Условие за плаване
на телата;
• Приложения
1. Хидростатично налягане
F1  F2
F1
F2
Налягането на течностите във
всички точки от една хоризонтална
равнина е еднакво.
m
Vpgh


Sh
pS
S


Shg
p
gh
pV Sh
a
a
F1  pa S
h
G  mg
F2  pS
От условието за равновесие:
F2  F1  G  F1  mg
Действащи сили:
 Сила на натиск F1,
породена от
атмосферното налягане
върху свободната
повърхност на течността;
 Сила на натиск F2,
дължаща се на
налягането на течността
под цилиндъра;
 Сила на тежестта G
хидростатично налягане
Хидростатично налягане - налягането,
породено от силата на тежестта върху
дъното и стените на съд, пълен с течност.
От какво зависи хидростатичното
налягане?
p  gh
От:
 Плътността на течността ρ;
 Височината (дълбочината) h;
 Ускорението на свободно
падане g.
2. Скачени съдове
свободните
ДваРавнището
или повечена
съда,
свързаниповърхности
помежду си на
така,
еднородна
течност вналята
скачени
съдове
еднакво,
че течността,
в един
от е
тях,
независимо
от формата
и разположението
да преминава
и в останалите.
на отделните колена.
А) Условие за равновесие
на еднородни течности
1   2
h1  h2
За две несмесващи се (разнородни) течности
в скачени съдове:
Б) Условие за равновесие
Пример 1/
страница 48 на разнородни течности
h1  2

h2 1
Равнището на
по- плътната
течност винаги
е по- ниско.
Първата
подводница
Едва през XVII в. обаче, английският физик и астроном
Едмънд Халей осъществява звънеца, носещ неговото име.
Това е дървен цилиндър с диаметър 2 м, облицован с олово
и снабден със стъклен илюминатор. Гмуркачите са седнали
на платформа с крака във водата. Така четирима души
реализират това историческо потапяне за час и половина на
дълбочина между 16 и 18 м.
На 23 януари 1960 г., Жак
Пикар и Дон Уолш се качиха на
борда на батискаф "Триест" и
се спуснаха до най-дълбоката
част на океана: The Challenger
Deep в Марианската падина.
Водонапорна кула
Панамският
канал
е
изкуствено прокопан канал,
който пресича Панамския
провлак в най-ниската му
част на територията на
Панама,
свързва Тихия океан с
Атлантическия океан и
разделя Северна от
Южна
Америка.
Обявен е за едно от
Седемте чудеса на
модерния свят.
живак
спирт
вода
бензин
h
A
h
B
1. Изтласкваща сила
На какво се дължи
тази сила?
h1
h2
h
F1
p1  gh1
FA = F2 – F1
p2  gh2
F2
 Течността действа на
потопеното тяло със сила
на натиск отгоре и отдо-лу.
Налягането върху долната
повърхност е по-голямо от
това върху горната.
Разликата между двете
сили е изтласкващата
сила.
 Посока – нагоре,
противоположна на G
 Приложна точка – в
тялото
 Големина на изтласкващата сила
На трите силомера е закачено едно и също стоманено блокче.
Предложете обяснение за различните показания на силомерите.
въздух
спирт
вода
Големината на изтласкващата сила зависи от
плътността на течността!
Вещество
Плътност
kg/m3
Вода
1000
Спирт
780
Бензин
710
Живак
13600
Желязо
7800
Лед
900
Има ли течност,
в която
желязното
топче
няма да потъне?
В Мъртво море може спокойно да се лежи във
водата. Дайте физично обяснение на факта.
***
Изтласкващата
сила
е по-голяма
за течности
с по-голяма
плътност!
***
Големината на изтласкващата сила зависи
от обема на потопената част на тялото
***
Колкото по-голям е обемът
на изместената
от тялото течност,
толкова по-голяма е
изтласкващата сила!
Закон на Архимед
На всяко тяло, което е
изцяло или частично
потопено в течност или
газ, действа
изтласкваща сила,
която е насочена
нагоре и е равна на
теглото на изместената
от тялото течност или
газ.
h1
h2
h
F1  p1 S  gh1 S
F1
p1  gh1
FA = F2 – F1
F2  p2 S  gh2 S
FA  F2  F1
p2  gh2
F2
FA  gh2 S  gh1 S
FA  gSh2  h1   ghS
FA   течност gVтяло
Vтяло  Vтечност
2. Плаване на телата
На тяло, потопено в течност, действат
две сили:
 Сила на тежестта
 Изтласкваща сила
Под действие на тези сили,
потопените тела се движат
по посока на по-голямата сила.
Защо някои тела изплават на
повърхността?
Течност – вода
Тяло – топче от
корк
ρ = 240 кg/m3
Изтласкваща сила - F
Сила на тежестта - G
Защо някои тела потъват?
Течност – вода
Тяло – топче от
желязо
ρ = 7800 кg/m3
Изтласкваща сила - F
Сила на тежестта - G
Какво трябва да бъде спазено,
за да плава топчето,
изцяло потопено в течността
Течност – вода
Тяло – топче от
парафин /смес/
ρ = 1000 кg/m3
Изтласкваща сила - F
Сила на тежестта - G
В зависимост от големините на
силите са възможни 3 случая:
FA
G
FA
G
FA
G
FA > G
ρтечност > ρтяло
FA = G
ρтечност = ρтяло
FA < G
ρтечност < ρтяло
Условието едно тяло да плава е
FА = G
FА на потопената
част на кораба
е равна на
G на кораба и
товара му
FА
G
Фокус или физика???
И на потопените в газ тела
действат:
 Сила на тежестта
 Изтласкваща сила
Как се издигат и
приземяват балони?
Еврика! Еврика!
Изтласкващата
сила се нарича
още
АРХИМЕДОВА
Може ли с помощта на закон
на Архимед да се
определи от
какво вещество е
направено едно
тяло???