Давление в газе: иллюстрация закона Паскаля

Модель представляет собой иллюстрацию по учебной теме «Закон Паскаля». Демонстрируется экспериментальная установка для измерения давления жидкости в различных местах сосуда.

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 ρgh называют гидростатическим давлением.

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