Физика, природни и точни науки

Силата на твърд орган, зависи не само от модула на тази сила, но също така и върху телесната повърхност, върху която действа. Взаимодействие на течности с твърди частици, и взаимодействието между съседни слоеве от течност или газ, също не се среща в отделни точки, и по-специално техните контактни повърхности. Ето защо, за характеризиране на такава концепция взаимодействия, въведена с налягане.

Налягане р е количество, равно на съотношението на модул сила F налягане, като действа перпендикулярно на повърхността на зоната 5 на повърхността:

С равномерно разпределение на натиска на силите на налягането във всички области на повърхността еднакво и числено равни на силата на налягането в качеството на повърхността на единица площ.

Единица набор налягане с формула (5.1). Единицата за налягане налягане взети причинено от сила на 1 N, SI равномерно разпределени по повърхността, перпендикулярна на нея площ от 1 m 2. Това устройство се нарича налягане Pa (Ра) 1 Pa = 1 N / т2.

Често се използва следната не-SI единица за налягане:

техническа атмосфера (атм) 1 атм = 9.8 х 10 4 Ра;
физическа атмосфера (атм) е равно на налягането, произведен от колона на височина 760 mm живак. Както е показано в § 24, 1 атм = 1.033 атм = 1.013 х 10 5 Ра;
милиметри живачен стълб (mm Hg.). 1 mm Hg. Чл. "133.3 Ра;
бар (използван в метеорологията милибара); 1 бар = 10 5 Ра, 1 мбар = 10 2 Pa.

закон на Паскал за течности и газове,

Твърди вещества, произведени ги пренесе извън натиск в посока на силата, която причинява натиск. Съвсем различно предава външно налягане на течности и газове.

Да разгледаме следния експеримент (фиг. 48). В съд, затворена тръба, е вода. три еднакви тръба с диаметър, по-долните отвори, които са във водата при същата дълбочина, но сочещи в различни посоки (надолу, странично и нагоре) и не достигат до тръбата за вода, към която е свързан гумен цилиндър от спрей поставена в тапата. Помпена с помощта на въздуха в съда, ние увеличаваме натиска, упражняван от въздуха на повърхността на водата в съда. Трябва да отбележим, че в този случай и трите тръби от водата се издига на една и съща височина. Следователно, стационарната течност в затворен съд, предава външното налягане произвежда върху него във всички посоки еднакво (т.е., без изменение).

Наблюденията показват, че също предава външното налягане и газовете са в затворен съд. Горният модел е първият открит от френския учен Паскал и призова закона на Паскал.

хидростатично налягане

На всеки течни молекули в гравитационното поле на Земята, гравитацията действа. Под действието на тези сили, всеки слой на течност под налягане на слоевете разположен отдолу. Според закона на Паскал, това налягане се предава във всички посоки еднакво флуидите. Следователно, налице е течности под налягане поради гравитацията.

Наблюденията показват, че течността в съда в покой, налягането на дъното и стените на съда и на всеки орган, потопен в течността. Налягането, упражнявано от течността в покой на всеки допирателна повърхност с това, наречена хидростатичен.

Формула хидростатично налягане

Хидростатично налягане може да се определи с помощта на инструмент, наречен хидростатични тегла Pascal (фиг. 49). В позиция Р, която преминава през пръстеновидна дюза K на алтернативно може плътно закрепен C съдове с всякаква форма, без да има дъно. Преместването на дъното на тези съдове се суспендира в ярем-равни тегла плоска кръгла платформа D се намира в непосредствена близост долните дюзови отвори К. Тази подложка се притиска към края на тръбата от сила, причинено от факта, че на тенджерата, ги виси от друга ярема, теглото се поставя на стойката G. P поставена линия, която се определя от височината Н на течността в контейнера, фиксиран към основата.

Опитът произвеждат така. На под скоростта засили съд с формата на прав кръгов цилиндър. Излива се във вода, докато теглото на водата е равно на теглото на тежести определя на дясното блюдо на, т.е. PF = Pr. (Поддържането на това количество вода се осигурява автоматично от устройството, тъй като, ако теглото на водата в съда над теглото на теглата, дъното леко отворен и излишната вода ще изтече.)

цилиндрична течност тегло съд изпълнени заедно = rzh GHS, където х = rzh - течност плътност, г - свободно падане ускорение, Н - височината на течната колона, S - площ на основата на цилиндър, така че дъното на течност съд упражнява натиск

Формула (5.2) определя стойността на хидростатичното налягане.

Теоретичен получаване на хидростатично налягане

Изолират течност вътре в стационарния елемент фиксиран обем DV под формата на прав кръгов цилиндър височина часа с бази с ниско DS площ успоредно на свободната повърхност (фиг. 50). Горната основа на цилиндъра е от течната повърхност на дълбочина h1. и дъното - най-h2> h1 дълбочина.

В избран течен обем елемент са вертикално три сили: F1 на сила налягане = Р1 DS и F2 = Р2 DS (където Р1 и Р2 - стойности на хидростатичното налягане в h1 на дълбочина и Н2) и тежестта Fm = RG DV = rgh DS.

Изолираният обемът на течността потребителя контакт средства почивка, F1 + F2 + FT = 0, и следователно е нула, и алгебрични сумата на проекциите на тези сили на вертикалната ос, г. F. Р2 DS-p1 DS- rgh DS = 0, което означава,

Да предположим сега, че горната повърхност на цилиндричния обем на избраната течност е същото с повърхността на течността, т.е. h1 = 0. След това, h2 = Н и Р2 = р, където ч - дълбочина на потапяне и р - хидростатичното налягане при дадена дълбочина. Ако приемем, че на повърхността на Р1 течност налягане = 0 (т.е., с изключение на външен натиск върху повърхността на течността) от (5,3) на формула за стр хидростатичното налягане = rgh, което съвпада с формула (5.2).

скачените съдове

Общуването кол съдове, които имат между тях канал, изпълнен с течност. Наблюденията показват, че в някаква форма на скачените съдове хомогенна течност винаги е настроена на същото ниво.

В противен случай се държат на различни течности, дори в една и съща форма и размер на скачените съдове. Втори комуникация цилиндричен съд със същия диаметър (фиг. 51) на дъното си излива живак слой (излюпени) и върху него да цилиндрите изсипва течности с различни плътности, такива r2 h1).

Умствени разграничение в тръбата, която свързва и скачените съдове zapolnennnoy живак подложка площ S, перпендикулярна на хоризонталната повърхност. Тъй като течността е в покой, натиска върху областта на ляво и дясно еднакво, т.е. Р1 = Р2. Съгласно формула (5.2), хидростатичното налягане Р1 = r1 GH1 и Р2 = r2 GH2. Приравняването на тези изрази, ние получаваме r1 H12 h2. където R =

Ето защо, различни течности в покой са настроени на скачените съдове, така че височината на стълбовете е обратно пропорционална на плътността на тези течности.

Ако R1 = R2. с формула (5.4), които h1 = Н2. т.е. хомогенна течност, определен в скачените съдове на същото ниво.

Принципа на работа на хидравличната преса

Хидравлична преса е две скачените съдове цилиндрична форма и с различни диаметри, в които има бутала, областите S1 и S2, които са различни (S2 >> S1). Цилиндрите са пълни с течност масло (обикновено трансформатор). Схематично, устройството е хидравлична преса е показано на фиг. 52 (в това число не е показан резервоар масло резерв и вентилната система).

Без натоварване на буталата са на същото ниво. S1 акт на F1 на буталото сила. и полагане на тялото, които трябва да бъдат компресирани между буталото и горната подкрепа S2.

Силата на F1. действащ от S1 на буталото. Това създава допълнително налягане в течна р = F1 / S1 на. Според закона на Паскал, това налягане се прехвърля течността във всички посоки без промяна. Следователно, F2 на буталото S2 действа сила налягане = pS2 = F1 S2 / S1.

От това уравнение, от това следва, че

Следователно силите, които действат на буталата на хидравлична преса, пропорционална на областите на буталата. Поради това, с помощта на хидравлична преса може да се получи печалба в сила е по-голяма от S2 вече S1.

Хидравличната преса се използва широко в практиката.