Тиск в рідині і газі – фізика

На рідини, як і на всі тіла на Землі, діє сила тяжіння. Тому кожен шар рідини, налитої в посудину, своєю вагою створює тиск на інші шари, яке за законом Паскаля передається по всіх напрямах. Отже, всередині рідини існує тиск. У цьому можна переконатися на досвіді.

У скляну трубку, нижній отвір якої закрито тонкою гумовою плівкою, наллємо воду. Під дією ваги рідини дно трубки прогнеться (рис. 106, а).

Досвід показує, що чим вище стовп води над гумової плівкою, тим більше вона прогинається (рис. 106, б). Але всякий раз після того, як гумове дно прогнулося, вода в трубці приходить в рівновагу (зупиняється), так як, крім сили тяжіння, на воду діє сила пружності розтягнутої гумової плівки.

Опустимо трубку з гумовим дном, в яку налита вода, в іншій, більш широкий посудину з водою (рис. 107, а). Ми побачимо, що в міру опускання трубки гумова плівка поступово випрямляється. Повне випрямлення плівки показує, що сили, що діють на неї зверху і знизу, рівні (рис. 107, б). Настає повне випрямлення плівки тоді, коли рівні води в трубці і посудині збігаються.

Такий же досвід можна провести з трубкою, в якій гумова плівка закриває бічний отвір, як це показано на малюнку 108, а. Погрозами цю трубку з водою в іншу посудину з водою, як це зображено на малюнку 108, б. Ми помітимо, що плівка знову випрямиться, як тільки рівні води в трубці і в посудині зрівняються. Це означає, що сили, що діють на гумову плівку, однакові з обох сторін.

Випрямлення плівки при рівності сил, що діють на неї з обох сторін
Візьмемо посудину, дно якого може відпадати. Опустимо його в банку з водою (рис. 109, а). Дно при цьому виявиться щільно притиснутим до краю судини і не відпаде. Його притискає сила тиску води, спрямована знизу вгору.

Будемо обережно наливати воду в посудину і стежити за його дном. Як тільки рівень води в посудині співпаде з рівнем води в банці, дно відпаде від посудини (рис. 109, б). У момент відриву на дно тисне зверху вниз стовп рідини в посудині, а знизу вгору на дно передається тиск такого ж по висоті стовпа рідини, але знаходиться в банку. Обидва ці тиску однакові, дно ж відходить від циліндра внаслідок дії на нього сили тяжіння.

Вище були описані досліди з водою, але якщо взяти замість води іншу рідину, то результати досвіду будуть ті ж.

Отже, досліди показують, що всередині рідини існує тиск і на одному і тому ж рівні воно однаково в усіх напрямках. З глибиною тиск збільшується.

Гази в цьому відношенні не відрізняються від рідин, адже вони теж мають вагу. Але треба пам’ятати, що щільність газу в сотні разів менше щільності рідини. Вага газу, що знаходиться в посудині, малий, і його «вагове» тиск у багатьох випадках можна не враховувати.

Питання
1. Як на дослідах показати, що тиск усередині рідини на різних рівнях різне, а на одному і тому ж рівні у всіх напрямках однаково?
2. Чому в багатьох випадках не беруть до уваги тиск газу, створене його вагою?

Посилання на основну публікацію