Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

50. Действие жидкости и газа на погруженное в них тело
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
Под водой мы можем легко поднять камень, который с трудом поднимаем в воздухе.
Если погрузить резиновую игрушку под воду и выпустить её из рук, то она всплывёт.
Как можно объяснить эти явления?
Рассмотрим силы, которые действуют со стороны жидкости на погружённое в неё тело.

∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
Выберем тело, имеющее форму параллелепипеда.
Силы, действующие на боковые грани тела, попарно равны и уравновешивают друг друга.
А вот силы, действующие на верхнюю и нижнюю грань тела, неодинаковы.
Fвыт = F1 – F2

∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
Выталкивающая сила равна весу жидкости в объёме погружённого в неё тела.

∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
Обнаружение силы, выталкивающей тело из жидкости.
Обнаружение силы, выталкивающей тело из газа.
Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, направлена противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу.

51. Архимедова сила
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
Силу, с которой тело, находящееся в жидкости, выталкивается ею, можно рассчитать, как мы это сделали в предыдущем параграфе. А можно определить в результате следующего опыта:

∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
На основании проделанного опыта можно сделать вывод:
Сила, выталкивающая тело, целиком погружённое в жидкость, равна весу жидкости в объёме этого тела (закон Архимеда).
Аналогичное утверждение справедливо для тела, погруженного в газ:
Сила, выталкивающая тело из газа, также равна весу газа, взятого в объёме тела (закон Архимеда).
Силу, выталкивающую тело из жидкости или газа, называют архимедовой силой.

∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
Итак, опыт подтвердил, что:
Массу жидкости можно выразить через её плотность:
Тогда получим:
Вес тела в жидкости Р1 будет меньше веса тела в вакууме и будет равен:
Если тело погружено в жидкость (или газ), то оно теряет в своём весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость или газ).

52. Плавание тел
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
Рассмотрим, что будет происходить с телом, погружённым в жидкость. При этом возможны три случая:
∞ Приходько И.А.

∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
Чем меньшая плотность тела по сравнению с плотностью жидкости, тем меньшая часть тела погружена в жидкость

∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
Несмешиваемые жидкости располагаются в сосуде в соответствии со своими плотностями.
Плавательный пузырь рыбы устроен так, что легко меняет свой объём. Когда рыба опускается на глубину и давление воды на неё увеличивается, пузырь сжимается. При подъёме объём плавательного пузыря увеличивается.

53. Плавание судов
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
Корпус современных судов делают из металлов. Внутреннее оборудование изготовлено из различных материалов, имеющих по сравнению с водой как большую, так и меньшую плотность. Благодаря чему же суда держатся на воде и перевозят большие грузы?

∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
∞ Приходько И.А.
Вес воды, вытесняемой подводной частью судна, равен весу судна с грузом в воздухе или силе тяжести, действующей на судно с грузом.
Глубину, на которую судно погружается в воду, называют осадкой.
Наибольшая допустимая осадка отмечена на корпусе судна красной линией, называемой ватерлинией.
Вес воды, вытесняемой судном при погружении до ватерлинии, равный силе тяжести, действующей на судно с грузом, называется водоизмещением судна.
Сейчас строят нефтяные танкеры водоизмещением 5000000 кН, т.е.имеющие вместе с грузом массу 500000 т.

54. Воздухоплавание
Для воздухоплавания используют воздушные шары, которые можно наполнять нагретым воздухом, водородом или гелием.
Для того чтобы шар поднялся в воздух, необходимо, чтобы архимедова сила (выталкивающая) FA > Fтяж.
Для исследования верхних слоёв атмосферы применяют стратостаты.
Для перевозки пассажиров и грузов применяются дирижабли.
В последние годы большую популярность приобрели воздушные шары.
∞ Приходько И.А.

∞ Приходько И.А.