Гидростатическое давление

Модель представляет собой иллюстрацию понятия «Гидростатическое давление». Вводится понятие давления внутри жидкости, демонстрируется зависимость гидростатического давления от высоты столба жидкости.

Основным отличием жидкостей от твердых тел является способность легко изменять свою форму. Части жидкости могут свободно сдвигаться, скользя друг относительно друга. Поэтому жидкость принимает форму сосуда, в который она налита. В жидкость, как и в газообразную среду, можно погружать твердые тела. В отличие от газов жидкости практически несжимаемы.

На тело, погруженное в жидкость или газ, действуют силы, распределенные по поверхности тела. Для описания таких распределенных сил вводится новая физическая величина – давление.

Давление определяется как отношение модуля силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади S этой поверхности:

В системе СИ давление измеряется в паскалях (Па): 1 Па = 1 Н/м2.

Французский ученый Б. Паскаль в середине XVII века эмпирически установил закон, названный законом Паскаля: давление в жидкости или газе передается во всех направлениях одинаково и не зависит от ориентации площадки, на которую оно действует.

Давление жидкости на дно или боковые стенки сосуда зависит от высоты столба жидкости. Сила давления на дно цилиндрического сосуда высоты h и площади основания S равна весу столба жидкости mg, где m = ρghS – масса жидкости в сосуде, ρ – плотность жидкости. Следовательно:

Такое же давление на глубине h в соответствии с законом Паскаля жидкость оказывает и на боковые стенки сосуда. Давление столба жидкости называют гидростатическим давлением.

Модель может быть использована в режиме ручного переключения кадров и в режиме автоматической демонстрации (Фильм).