- 中文名 液体压强
- 外文名 The fluid pressure
- 提出者 布莱士·帕斯卡
- 应用学科 物理
定律介绍
来自 帕斯卡发现了液体传递压强的基本规律,这就是著名的帕斯卡定律.所有的液压机剂修十概调做课调把械都是根据帕斯卡定律设计的,所以帕斯卡被称为“液360百科压机之父”。
在几百年前,帕斯卡注意到一些生活十占然火手的阶值端乙现象,如没有灌水的水龙带是扁的.水龙带接到自来水龙头上,灌进水,就变成圆柱形了.如果水龙带上列为政毫有几个眼,就会有水从小眼里喷出来,喷射的方向是向四面八军谓圆财方的.水是往前流的,为什么能把水龙带撑圆?
通过观察,帕斯卡设计了“帕斯卡球”实验,帕斯卡球是一个壁上有许多小孔的空心球,球上连接一个圆筒,筒里有可以移动的活塞.把水灌进球和筒里,向乱里压活塞,水便从各个小孔里喷射出来了,成了一支“多孔水枪”。
帕斯卡球的实验证明,液体能够把它所受到的压强向各个方向传递.通过观察发现每据滑除重术及喜器个孔喷出去水的距离差不多,这说明,每个孔所受到的压强都相同。
此陈策主号材曾 帕斯卡通过“帕斯卡球”实验,得出著名的帕斯卡定律:加在密闭液体任一部分的压强,必然按院其原来的大小,由液体向各个读方向传递。 帕斯卡在1648年表演了一个著名的实验:他用一个密闭的装满水的桶,在桶盖上插入一根细长的管子,从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只用了几杯水,就把桶压裂了,桶里的水就从裂缝中流了出来。原来由于细管子的容积较小,几杯席留你费既补尽轴扬严列水灌进去,其深度h很大。这就是历史上有名的帕斯卡桶裂实验。 一个容器里的城歌杀厂意镇液体,对容器底部(或侧壁)产生的压力远大丰左去首传限模于液体自身的重量,这对许多人来护包必说湖连说是不可思议的。我们知道,物体受到力的作用产生压力,而只要某物体对另一物体表面有压力,就存在压强,同理,水由于受到重力作用决心哥著此对容器底部有压力,因此水对容器底部存在压强。液体具有流动持从出几司性,对容器壁有压力,安因此液体对容器壁也存在压强。
在初中阶段,液体压副耐测位万强原理可表述为:“液体内部向各个方限末编外更很向都有压强,压强随液体深度的增加而增大,同种液体在同一深度的各处,各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。”
特点:加在封闭液体上的压强能够大小不变地被液体向各个方向传递。
同种液体在同一深度液体向各个方向的压强都相等。
公式:液体压强:P=ρgh 固体压强:P=F/S (ρ为密度,g=9.8N/kg)
液体压强
重力因素
1.液体压强产生的原因是由于液体受重力的作用。若液体在失重的情况下,将无压强可言。
特点
2.由于液体具有流动性,它所产生的压强具有如下几个特点:
(1)液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强。固体则只对其支撑面产生压强,方向总是与支撑面垂直。
(2)在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等。同种液体,深度越深,压强越大
(3)计算液体压强的公式是P=ρgh。可见,液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系。
(4)密闭容器内的液体能把它受到的压强按原来的大小向各个方向传递。
液体压强与重力的关系
3.容器底部受到液体的压力跟液体的重力不一定相等。容器底部受到液体的压力F=PS=ρghS,其中“ρ”为液体密度,“h为高度”,“S”为底面积,“hS”为液柱的体积,“ρghS”是这一液柱的重力。因为液体有可能倾斜放置。 所以,容器底部受到的压力其大小可能等于或大于或小于液体本身的重力。若杯为上小下大,则液体对杯底的压力大于液体本身的重力。若杯为上大下小,则液体对杯底的压力小于液体本身的重力。若杯上下部分大小相等,则液体对杯底的压力等于液体本身的重力。
在U型玻璃管内盛了有色的水,玻璃管一端用橡皮管连接一个开有小孔的金属盒,金属盒上蒙有一层橡皮模。未对橡皮管加压时,U型两管中的水面在同一高度上,用力压橡皮模时,跟盒相连的管中压强变大,水面就下降,另一管中水面上升。加在橡皮模上的压强越大,两管中水面的高度差就越大。
把压强计的金属盒放入水中时,根据两管中水面的高度差就可以反应橡皮模受到水的压强的大小了。
同种
1、各个方向都有压强
2、同一深度处,压强一致
3、深度越大,压强越大
不同
同一深度,密度越大,压强越大
公式:P=ρgh 式中g=9.8N/kg 或g=10N/kg, h的单位是m , ρ的单位是kg/m^3; , 压强P的单位是Pa.。
如果题中没有明确提出g等于几,应用g=9.8N/kg,再就是题后边基本上都有括号,括号的内容就是g和ρ的值。
公式推导:
压强公式均可由基础公式:P=F/S推导
P液=F/S=G/S=mg/S=ρ液Vg/S=ρ液Shg/S=ρ液hg=ρ液gh
由于液体内部同一深度处向各个方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直向下的压强,也就同时知道了在这一深度处液体向各个方向的压强。这个公式定量地给出了液体内部压强地规律。
深度是指点到自由液面的距离,液体的压强只与深度和液体的密度有关,与液体的质量无关.
液体压强产生原因:受重力、且有流动性
相关测量
液U形管压来自强计体压强的测量
液体压强的测量仪器叫“U形管压强计”,利用液体压强公式p=ρhg,h为两液面的高度差,计算液面差产生的压强就等于液体内部压强
公式:F1/S1=F2/S2
非直立柱体时液体对容器底部的压强,可用P=ρgh计算,不能用P=G/S计算;非直立柱体时液体对容器底部的压力,可用F=PS历众洋达爱=ρghS计算。因为同学对这个问题疑问较多,对P=F/S和P=ρgh两个公式简单说明如下:由P=F/S是可以推导出液体压强公式 P=ρgh,但这是在液体容器为规则均匀的柱体容器360百科的前提下推导出来的,所以公式 P=F/S的使用该半也际区氧哪员校条件仅适用于这种柱体容器(这一怎异技卷管依费香能点与固体不同,固体间的压强总是可以用P=F/S来计算)。但 P=ρgh这个公取陈晶损写身火药州严粒式根据液体本身的评顺之特性(易流性,连通器原理、帕斯卡定律等)可以推广到任意形状的容器,只要是连通的密度均匀的液体都可以用。其实液体内部压强公式的推导完全可以不用公式P=F/S来推导,而是用更加普遍、更加一般的方法——质量力的势函数的积分来推导,只是这已超出中学的教学大纲了。由于液体的易流性和不可拉性,静止的液体内部没有拉应力和切应力,只能有压应力(即压强),在静止的液体内部任意取动充投相状力早仍出微小一个六面体,这个六面体在六个面的压力和本身的重力共同作用下处于平衡状态,设想这个六面体无限缩小时,其重力可以忽略不计,就得出作用在同一点上的各个方向的务八常收纸步压强相等,即压强仅仅与位置坐标有关,而与方位无关。即 P=f(x,y,z)。再设想坐标x-O-y处在水平银目改食市类面上,z为竖直向下的坐标。液体的压强是由液体的质量力引起的,当液体对地球来说是静止时,就是由重力引起的,液体质量m=1的液体单位质量力在各坐标的分量为X=0、Y=0、Z=g,液体内部的压强与质量力的微分关系为dP=ρ(XdxYdy+Zdz)=ρ(0*dx+0*dy+gdz)=ρgdz (从本方程看出在同一水平面上没有压强差,水平面是等压面,即前后左右压强都相等,压强仅在重力方向上有变化)。从水面z=0到水深z=h积分上式得 始空科应能能序重今P=ρgh。
影响液体压强的因素:深度,液体员助的密度(与容器的形状,液体的质量体积无关)