Derinlik formülünde su basıncı. Hidrostatik basınç

Görünüşe göre sıhhi tesisat, teknolojiler, mekanizmalar ormanına dalmak veya karmaşık planlar oluşturmak için titiz hesaplamalar yapmak için pek bir neden sağlamıyor. Ancak böyle bir vizyon sıhhi tesisata yüzeysel bir bakıştır. Gerçek sıhhi tesisat endüstrisi karmaşıklık açısından hiçbir şekilde süreçlerden daha düşük değildir ve diğer birçok endüstri gibi profesyonel bir yaklaşım gerektirir. Buna karşılık profesyonellik, sıhhi tesisatın dayandığı sağlam bir bilgi deposudur. Bir tesisatçının profesyonel statüsüne bir adım daha yaklaşmak için (çok derin olmasa da) sıhhi tesisat eğitim akışına dalalım.

Modern hidroliğin temel temeli Blaise Pascal'ın akışkan basıncının hareketinin her yönde sabit olduğunu keşfetmesiyle oluşmuştur. Sıvı basıncının etkisi yüzey alanına dik açılarla yönlendirilir.

Bir ölçüm cihazı (manometre) belirli bir derinlikte bir sıvı tabakasının altına yerleştirilirse ve hassas elemanı farklı yönlere yönlendirilirse, basınç okumaları manometrenin herhangi bir konumunda değişmeden kalacaktır.

Yani akışkan basıncı hiçbir şekilde yön değişikliğine bağlı değildir. Ancak her seviyedeki akışkan basıncı derinlik parametresine bağlıdır. Basınç ölçer sıvının yüzeyine yaklaştırılırsa okuma düşecektir.

Buna göre dalış sırasında ölçülen okumalar artacaktır. Ayrıca derinliğin iki katına çıkması durumunda basınç parametresi de iki katına çıkacaktır.

Pascal yasası, modern yaşamın en tanıdık koşullarında su basıncının etkisini açıkça göstermektedir.

Bu nedenle, bir akışkanın hareket hızı ayarlandığında, başlangıçtaki statik basıncının bir kısmı, daha sonra basınç hızı olarak var olan bu hızı organize etmek için kullanılır.

Hacim ve akış hızı

Belirli bir zamanda belirli bir noktadan geçen akışkanın hacmi, akış hacmi veya akış hızı olarak kabul edilir. Akış hacmi genellikle dakikada litre (L/dak) cinsinden ifade edilir ve sıvının bağıl basıncıyla ilişkilidir. Örneğin 2,7 atm'de dakikada 10 litre.

Akış hızı (sıvı hızı) şu şekilde tanımlanır: ortalama sürat sıvının geçtiği yer verilen nokta. Tipik olarak saniye başına metre (m/s) veya dakika başına metre (m/dak) cinsinden ifade edilir. Akış hızı önemli faktör Hidrolik hatları kalibre ederken.

Sıvı akışının hacmi ve hızı geleneksel olarak "ilişkili" göstergeler olarak kabul edilir. Aynı iletim hacminde, geçişin kesitine bağlı olarak hız değişebilir

Hacim ve akış hızı genellikle aynı anda dikkate alınır. Ondan başka eşit koşullar(giriş hacmini sabit tutarak), borunun kesiti veya boyutu azaldıkça akış hızı artar, kesit arttıkça akış hızı azalır.

Böylece boru hatlarının geniş kısımlarında akış hızında yavaşlama gözlenir, dar yerlerde ise tam tersine hız artar. Aynı zamanda bu kontrol noktalarının her birinden geçen suyun hacmi değişmeden kalır.

Bernoulli ilkesi

İyi bilinen Bernoulli prensibi, bir akışkanın basıncındaki bir artışın (düşüşün) her zaman hızdaki bir azalmanın (artışın) eşlik ettiği mantığı üzerine inşa edilmiştir. Tersine, sıvı hızındaki bir artış (azalış), basınçta bir azalmaya (artmaya) yol açar.

Bu prensip bir dizi yaygın sıhhi tesisat olgusunun temelini oluşturur. Önemsiz bir örnek olarak Bernoulli prensibi, kullanıcı suyu açtığında duş perdesinin "içe doğru çekilmesine" neden olmaktan sorumludur.

Dış ve iç kısım arasındaki basınç farkı duş perdesine bir kuvvet uygular. Bu kuvvetli çabayla perde içeriye doğru çekilir.

Diğerlerine açık bir örnek bir alan oluşturulduğunda püskürtme nozulu olan bir parfüm şişesidir alçak basınç Yüksek hava hızı nedeniyle. Ve hava, sıvıyı da beraberinde taşır.

Bir uçak kanadı için Bernoulli ilkesi: 1 - düşük basınç; 2 - yüksek basınç; 3 - hızlı akış; 4 — yavaş akış; 5 - kanat

Bernoulli prensibi aynı zamanda bir evdeki pencerelerin kasırgalar sırasında neden kendiliğinden kırılma eğiliminde olduğunu da gösteriyor. Bu gibi durumlarda, pencerenin dışındaki havanın aşırı yüksek hızı, dışarıdaki basıncın, havanın neredeyse hareketsiz kaldığı içerideki basınçtan çok daha az olmasına neden olur.

Güçteki önemli bir fark, pencereleri dışarı doğru iterek camın kırılmasına neden olur. Yani yaklaştığında güçlü kasırga Temel olarak binanın içindeki ve dışındaki basıncı eşitlemek için pencereleri mümkün olduğunca geniş açmalısınız.

Ve Bernoulli ilkesinin işlediği birkaç örnek daha: Bir uçağın yükselişi ve ardından kanatlar nedeniyle uçuş ve beyzbolda "eğri topların" hareketi.

Her iki durumda da nesnenin yanından yukarıdan ve aşağıdan geçen havanın hızında bir fark yaratılır. Uçak kanatlarında hız farkı flapların hareketi ile yaratılırken beyzbolda dalgalı bir kenarın varlığıdır.

Ev Tesisatçısı Uygulaması

Sıvılar ve gazlar kendilerine uygulanan basıncı her yöne iletirler. Bu, Pascal yasası ve pratik deneyimle belirtilmektedir.

Ama aynı zamanda var Özkütle sıvılarda ve gazlarda mevcut basıncı da etkilemesi gerekir. Kendi parçalarının veya katmanlarının ağırlığı. Sıvının üst katmanları orta katmanlara, orta katmanlar alt katmanlara ve sonuncusu alt katmana bastırılır. Yani biz altta duran bir sıvı sütunundan kaynaklanan basıncın varlığından söz edebiliriz.

Sıvı kolon basınç formülü

Yüksekliği h olan bir sıvı sütununun basıncını hesaplamak için formül aşağıdaki gibidir:

burada ρ sıvının yoğunluğudur,
g - serbest düşme ivmesi,
h sıvı sütununun yüksekliğidir.

Bu, bir sıvının hidrostatik basıncı olarak adlandırılan formüldür.

Sıvı ve gaz kolonu basıncı

Hidrostatik basınç yani herhangi bir derinlikte duran bir sıvının uyguladığı basınç, sıvının içinde bulunduğu kabın şekline bağlı değildir. Farklı kaplarda bulunan aynı miktarda su, tabana farklı basınç uygulayacaktır. Bu sayede az miktarda su ile bile muazzam bir basınç oluşturabilirsiniz.

Bu, on yedinci yüzyılda Pascal tarafından çok ikna edici bir şekilde kanıtlandı. Suyla dolu kapalı bir fıçıya çok uzun, dar bir tüp yerleştirdi. İkinci kata çıktıktan sonra bu tüpe sadece bir bardak su döktü. Namlu patladı. Tüpün içindeki su, kalınlığının küçük olması nedeniyle çok yükseldi. yüksek irtifa ve basınç, namlunun dayanamayacağı seviyelere yükseldi. Aynı durum gazlar için de geçerlidir. Bununla birlikte, gazların kütlesi genellikle sıvıların kütlesinden çok daha azdır, bu nedenle gazların kendi ağırlıklarından kaynaklanan basınçları pratikte sıklıkla göz ardı edilebilir. Ancak bazı durumlarda bunu dikkate almanız gerekir. Örneğin, Atmosfer basıncı Dünyadaki tüm nesnelere baskı yapan, büyük önem bazı üretim süreçlerinde.

Suyun hidrostatik basıncı sayesinde, genellikle yüzlerce değil binlerce kilogram ağırlığındaki gemiler, su sanki onları dışarı itiyormuş gibi üzerlerine baskı yaptığı için yüzebilir ve batmayabilir. Ancak tam olarak aynı hidrostatik basınç nedeniyle büyük derinlik kulaklarımız tıkalı ama çok daha fazla derinlik Dalış kıyafeti veya dalgıç gibi özel ekipman olmadan aşağıya inemezsiniz. Sadece birkaç deniz ve okyanus sakini, büyük derinliklerdeki güçlü basınç koşullarında yaşamaya uyum sağlamıştır, ancak aynı nedenden ötürü, onlar da derinlerde var olamazlar. üst katmanlar suya düşerler ve sığ derinliklere düşerlerse ölebilirler.

Hidrostatik, akışkanların denge yasalarını inceleyen ve bu yasaların pratik uygulamasını ele alan hidroliğin dalıdır. Hidrostatiği anlamak için bazı kavram ve tanımları tanımlamak gerekir.

Pascal'ın hidrostatik yasası.

1653 yılında Fransız bilim adamı B. Pascal, genellikle hidrostatiğin temel yasası olarak adlandırılan bir yasayı keşfetti.

Şöyle geliyor:

Üretilen sıvının yüzeyindeki basınç dış kuvvetler, sıvı içinde her yöne eşit olarak iletilir.

Maddenin moleküler yapısına bakıldığında Pascal yasası kolaylıkla anlaşılır. Sıvılarda ve gazlarda moleküller göreceli özgürlüğe sahiptir; farklı olarak birbirlerine göre hareket edebilirler. katılar. Katılarda moleküller kristal kafesler halinde birleştirilir.

Sıvı ve gaz moleküllerinin sahip olduğu göreceli özgürlük, sıvı veya gaz üzerine uygulanan basıncın yalnızca kuvvet yönünde değil, aynı zamanda diğer tüm yönlerde de aktarılmasına olanak tanır.

Pascal'ın hidrostatik yasası endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. CNC makinelerini, arabaları ve uçakları ve diğer birçok hidrolik makineyi kontrol eden hidrolik otomasyonun çalışması bu yasaya dayanmaktadır.

Hidrostatik basıncın tanımı ve formülü

Yukarıda açıklanan Pascal yasasından şu sonuç çıkar:

Hidrostatik basınç, yerçekiminin bir sıvıya uyguladığı basınçtır.

Hidrostatik basıncın büyüklüğü, sıvının bulunduğu kabın şekline bağlı değildir ve ürün tarafından belirlenir.

P = ρgh, burada

ρ – sıvı yoğunluğu

g – serbest düşme ivmesi

h – basıncın belirlendiği derinlik.

Bu formülü açıklamak için farklı şekillerdeki 3 kaba bakalım.

Tümünde üç vaka Kabın tabanındaki sıvının basıncı aynıdır.

Kaptaki sıvının toplam basıncı eşittir

P = P0 + ρgh, burada

P0 – sıvının yüzeyindeki basınç. Çoğu durumda atmosfer basıncına eşit olduğu varsayılır.

Hidrostatik basınç kuvveti

Dengedeki bir sıvının belirli bir hacmini seçelim, sonra onu keyfi bir AB düzlemiyle iki parçaya bölelim ve bu parçalardan birini, örneğin üsttekini zihinsel olarak atalım. Bu durumda, AB düzlemine, hacmin atılan üst kısmının geri kalan alt kısmı üzerindeki etkisine eşdeğer olacak kuvvetler uygulamalıyız.

AB kesit düzleminde, rasgele bir a noktası içeren ΔF alanının kapalı bir konturunu ele alalım. Bu alana bir ΔP kuvveti etki etsin.

Daha sonra formülü şuna benzeyen hidrostatik basınç

Рср = ΔP / ΔF

birim alan başına etki eden kuvveti temsil eder, ortalama hidrostatik basınç veya ΔF alanı üzerindeki ortalama hidrostatik basınç gerilimi olarak adlandırılacaktır.

Gerçek basınç farklı noktalar bu alan farklı olabilir: bazı noktalarda daha büyük olabilir, diğerlerinde ise ortalama hidrostatik basınçtan daha az olabilir. Açıkça görülüyor ki Genel dava Ortalama basınç Рср, a noktasındaki gerçek basınçtan ne kadar az farklı olursa, ΔF alanı o kadar küçük olur ve limitte ortalama basınç, a noktasındaki gerçek basınçla çakışır.

Dengedeki akışkanlar için, akışkanın hidrostatik basıncı, katılardaki basınç gerilimine benzer.

SI basıncı birimi metrekare başına Newton'dur (N/m2) buna pascal (Pa) denir. Pascal'ın değeri çok küçük olduğundan büyütülmüş birimler sıklıkla kullanılır:

metrekare başına kilonewton – 1 kN/m2 = 1*10 3 N/m2

metrekare başına meganewton – 1MN/m2 = 1*10 6 N/m2

1*10 5 N/m2'ye eşit basınca bar (bar) adı verilir.

Fiziksel bir sistemde, basınç niyetinin birimi santimetre kare başına dindir (dyne/m2), teknik sistem– metrekare başına kilogram-kuvvet (kgf/m2). Uygulamada sıvı basıncı genellikle kgf/cm2 cinsinden ölçülür ve 1 kgf/cm2'ye eşit basınca teknik atmosfer (at) adı verilir.

Tüm bu birimler arasında aşağıdaki ilişki vardır:

1at = 1 kgf/cm2 = 0,98 bar = 0,98 * 10 5 Pa = 0,98 * 10 6 dyne = 10 4 kgf/m2

Teknik atmosfer (at) ile fiziksel atmosfer (At) arasında fark olduğu unutulmamalıdır. 1 At = 1,033 kgf/cm2 ve temsil eder normal basınç deniz seviyesinde. Atmosfer basıncı bir yerin deniz seviyesinden yüksekliğine bağlıdır.

Hidrostatik basınç ölçümü

Pratikte kullanıyorlar çeşitli yollar Hidrostatik basıncın büyüklüğü dikkate alınarak. Hidrostatik basıncı belirlerken sıvının serbest yüzeyine etki eden atmosferik basınç da dikkate alınırsa buna toplam veya mutlak denir. Bu durumda basınç değeri genellikle mutlak (ata) adı verilen teknik atmosferlerde ölçülür.

Çoğu zaman, basınç dikkate alınırken, aşırı hidrostatik basınç veya gösterge basıncı olarak adlandırılan, serbest yüzeydeki atmosferik basınç dikkate alınmaz; atmosferik basıncın üzerinde basınç.

Gösterge basıncı, bir sıvıdaki mutlak basınç ile atmosfer basıncı arasındaki fark olarak tanımlanır.

Rman = Rabs – Ratm

ve ayrıca bu durumda fazlalık olarak adlandırılan teknik ortamlarda da ölçülür.

Bir sıvıdaki hidrostatik basıncın atmosferik basınçtan daha az olduğu görülür. Bu durumda sıvının vakumlu olduğu söylenir. Vakumun büyüklüğü, sıvıdaki atmosferik basınç ile mutlak basınç arasındaki farka eşittir.

Rvak = Ratm – Rablar

ve sıfırdan atmosfere kadar ölçülür.

Hidrostatik su basıncının iki ana özelliği vardır:
Etki ettiği alana iç normal boyunca yönlendirilir;
Belirli bir noktadaki basınç miktarı, yöne (yani, noktanın bulunduğu yerin uzaydaki yönelimine) bağlı değildir.

İlk özellik, hareketsiz bir akışkanda teğetsel ve çekme kuvvetlerinin bulunmamasının basit bir sonucudur.

Hidrostatik basıncın normale göre yönlendirilmediğini varsayalım. dik değil, ancak siteye belli bir açıda. Daha sonra normal ve teğet olmak üzere iki bileşene ayrılabilir. Durgun bir akışkanda kesme kuvvetlerine karşı direnç kuvvetlerinin bulunmaması nedeniyle teğetsel bir bileşenin varlığı, kaçınılmaz olarak akışkanın platform boyunca hareketine yol açacaktır; dengesini bozacaktı.

Bu nedenle, hidrostatik basıncın mümkün olan tek yönü, bölgeye dik olan yöndür.

Hidrostatik basıncın iç normal boyunca değil, dış normal boyunca yönlendirildiğini varsayarsak, yani. Söz konusu cismin içinde değil, dışında olması durumunda sıvının çekme kuvvetlerine direnmemesi nedeniyle sıvının parçacıkları hareket etmeye başlayacak ve dengesi bozulacaktır.

Sonuç olarak suyun hidrostatik basıncı her zaman iç normal doğrultusundadır ve basınç basıncını temsil eder.

Aynı kuraldan şu sonuç çıkar: Eğer basınç bir noktada değişirse, bu sıvının herhangi bir başka noktasındaki basınç da aynı miktarda değişir. Bu Pascal yasasıdır ve şu şekilde formüle edilir: Bir sıvıya uygulanan basınç, sıvının içinde her yöne eşit kuvvetle iletilir.

Hidrostatik basınç altında çalışan makinelerin çalışması bu kanunun uygulanmasına dayanmaktadır.

Konuyla ilgili video

Basınç değerini etkileyen bir diğer faktör ise yakın zamana kadar genellikle ihmal edilen sıvının viskozitesidir. faaliyet gösteren birimlerin ortaya çıkmasıyla birlikte yüksek tansiyon Viskozitenin de hesaba katılması gerekiyordu. Basınç değiştiğinde yağlar gibi bazı sıvıların viskozitesinin birkaç kez değişebileceği ortaya çıktı. Ve bu zaten bu tür sıvıların çalışma ortamı olarak kullanılma olasılığını belirliyor.

Bu derste matematiksel dönüşümler ve mantıksal çıkarımlar kullanılarak bir sıvının kabın tabanı ve duvarları üzerindeki basıncını hesaplamak için bir formül elde edilecektir.

Konu: Katı, sıvı ve gazların basıncı

Ders: Bir kabın tabanındaki ve duvarlarındaki sıvı basıncının hesaplanması

Bir kabın tabanı ve duvarları üzerindeki basıncı hesaplamaya yönelik formülün türetilmesini basitleştirmek için, dikdörtgen paralel yüzlü bir kap kullanmak en uygunudur (Şekil 1).

Pirinç. 1. Sıvı basıncını hesaplamak için kap

Bu geminin tabanının alanı S, onun yüksek - H. Kabın tamamen sıvıyla dolu olduğunu varsayalım. H. Tabandaki basıncı belirlemek için tabana etki eden kuvveti tabanın alanına bölmeniz gerekir. Bizim durumumuzda kuvvet sıvının ağırlığıdır. P, gemide bulunan

Kaptaki sıvı hareketsiz olduğundan ağırlığı yerçekimi kuvvetine eşittir ve sıvının kütlesi biliniyorsa bu hesaplanabilir. M

sembolü olduğunu hatırlayalım. G yer çekiminin ivmesini gösterir.

Bir sıvının kütlesini bulmak için yoğunluğunu bilmeniz gerekir ρ ve hacim V

Kaptaki sıvının hacmini, taban alanını kabın yüksekliğiyle çarparak elde ederiz.

Bu değerler başlangıçta biliniyordu. Bunları sırasıyla yukarıdaki formüllerde yerine koyarsak, basıncı hesaplamak için aşağıdaki ifadeyi elde ederiz:

Bu ifadede pay ve payda aynı miktarı içerir S- geminin tabanının alanı. Kısaltırsak kabın tabanındaki sıvının basıncını hesaplamak için gerekli formülü elde ederiz:

Dolayısıyla basıncı bulmak için sıvının yoğunluğunu yerçekiminden kaynaklanan ivmenin büyüklüğü ve sıvı kolonunun yüksekliği ile çarpmak gerekir.

Yukarıda elde edilen formüle hidrostatik basınç formülü denir. Basıncı bulmanızı sağlar en alta gemi. Basınç nasıl hesaplanır yanalduvarlar gemi? Bu soruyu cevaplamak için, geçen derste aynı seviyedeki basıncın her yönde aynı olduğunu tespit ettiğimizi unutmayın. Bu, belirli bir derinlikte sıvının herhangi bir noktasındaki basınç anlamına gelir H bulunabilir aynı formüle göre.

Birkaç örneğe bakalım.

İki gemi alalım. Bunlardan biri su, diğeri ise ayçiçek yağı içeriyor. Her iki kaptaki sıvı seviyesi aynıdır. Bu sıvıların basıncı kapların tabanında aynı mı olacak? Kesinlikle değil. Hidrostatik basıncı hesaplama formülü sıvının yoğunluğunu içerir. Yoğunluktan bu yana ayçiçek yağı suyun yoğunluğundan daha azsa ve sıvı sütununun yüksekliği aynıysa, bu durumda yağ tabana sudan daha az basınç uygulayacaktır (Şekil 2).

Pirinç. 2. Aynı sütun yüksekliğinde farklı yoğunluktaki sıvılar tabana farklı basınçlar uygular

Bir örnek daha. Üç farklı şekilli kap vardır. Aynı sıvı ile aynı seviyeye kadar doldurulurlar. Damarların tabanındaki basınç aynı mı olacak? Sonuçta kaplardaki sıvıların kütlesi ve dolayısıyla ağırlığı farklıdır. Evet, basınç aynı olacaktır (Şekil 3). Nitekim hidrostatik basınç formülünde kabın şeklinden, tabanının alanından ve içine dökülen sıvının ağırlığından bahsedilmemektedir. Basınç yalnızca sıvının yoğunluğuna ve sütununun yüksekliğine göre belirlenir.

Pirinç. 3. Sıvı basıncı kabın şekline bağlı değildir

Bir sıvının kabın tabanı ve duvarları üzerindeki basıncını bulmak için bir formül elde ettik. Bu formül aynı zamanda belirli bir derinlikteki sıvı hacmindeki basıncı hesaplamak için de kullanılabilir. Bathyscaphes tasarımını hesaplarken, bir tüplü dalgıcın dalış derinliğini belirlemek için kullanılabilir, denizaltılar, diğer birçok bilimsel ve mühendislik problemini çözmek için.

Kaynakça

1. Peryshkin A.V. Fizik. 7. sınıf - 14. baskı, stereotip. - M.: Bustard, 2010.
2. Peryshkin A.V. Fizikte problemlerin toplanması, 7-9. Sınıflar: 5. baskı, stereotip. - M: Yayınevi “Sınav”, 2010.
3. Lukashik V. I., Ivanova E. V. 7-9. Sınıflar için fizik problemlerinin toplanması Eğitim Kurumları. - 17. baskı. - M.: Eğitim, 2004.

1. Dijital eğitim kaynaklarının birleşik koleksiyonu ().

Ev ödevi

1. Lukashik V.I., Ivanova E.V. 7-9. Sınıflar için fizik problemlerinin toplanması No. 504-513.

Tabanı yatay ve duvarları dikey olan, yüksekliğe kadar sıvıyla doldurulmuş silindirik bir kabı ele alalım (Şekil 248).

Pirinç. 248. Dikey duvarları olan bir kapta, tabandaki basınç kuvveti dökülen sıvının tamamının ağırlığına eşittir

Pirinç. 249. Gösterilen tüm kaplarda tabandaki basınç aynıdır. İlk iki gemide daha fazla ağırlık diğer ikisinde sıvı döküldü - daha az

Kabın tabanındaki her noktadaki hidrostatik basınç aynı olacaktır:

Kabın tabanı bir alana sahipse, o zaman kabın tabanındaki sıvının basınç kuvveti, yani kaba dökülen sıvının ağırlığına eşittir.

Şimdi şekilleri farklı fakat taban alanı aynı olan kapları ele alalım (Şekil 249). Her birindeki sıvı aynı yüksekliğe dökülürse basınç altta olur. tüm gemilerde aynıdır. Bu nedenle tabandaki basınç kuvveti eşittir

aynı zamanda tüm gemilerde aynıdır. Tabanı kabın tabanına eşit ve yüksekliği dökülen sıvının yüksekliğine eşit olan bir sıvı sütununun ağırlığına eşittir. İncirde. Şekil 249'da bu sütun her bir kabın yanında kesikli çizgilerle gösterilmiştir. Tabandaki basınç kuvvetinin kabın şekline bağlı olmadığını ve dökülen sıvının ağırlığından daha fazla veya daha az olabileceğini lütfen unutmayın.

Pirinç. 250. Pascal'ın bir dizi kap içeren cihazı. Kesitler tüm gemiler için aynıdır

Pirinç. 251. Pascal'ın namlusunu deneyin

Bu sonuç, Pascal tarafından önerilen cihaz kullanılarak deneysel olarak doğrulanabilir (Şekil 250). Standa gemiler takabilirsiniz çeşitli şekiller, tabanı olmayan. Bir taban yerine, denge kirişinden sarkan bir plaka, alttan kaba sıkıca bastırılır. Kapta sıvı varsa, plakaya bir basınç kuvveti etki eder ve bu basınç kuvveti, terazinin diğer kefesi üzerinde duran ağırlığın ağırlığını aşmaya başladığında plakayı yırtar.

Dikey duvarlara sahip bir kapta (silindirik kap), dökülen sıvının ağırlığı ağırlığın ağırlığına ulaştığında alt kısım açılır. Diğer şekillerdeki kaplarda, dökülen suyun ağırlığı, ağırlığın ağırlığından daha büyük (yukarı doğru genişleyen bir kap) veya daha az (bir kap daralır) olmasına rağmen, alt kısım sıvı kolonuyla aynı yükseklikte açılır.

Bu deneyim, az miktarda su ile kabın doğru şeklinin elde edilmesinin mümkün olduğu fikrine yol açmaktadır. muazzam kuvvetler alt basınç. Pascal, suyla dolu, sıkıca kalafatlanmış bir fıçıya uzun ince dikey bir tüp taktı (Şek. 251). Tüp suyla doldurulduğunda, tabandaki hidrostatik basınç kuvveti, taban alanı namlu tabanının alanına eşit olan bir su sütununun ağırlığına eşit olur ve yükseklik tüpün yüksekliğine eşittir. Buna bağlı olarak namlunun duvarlarına ve üst tabanına gelen basınç kuvvetleri artar. Pascal tüpü sadece birkaç bardak su gerektiren birkaç metre yüksekliğe kadar doldurduğunda, ortaya çıkan basınç kuvvetleri namluyu parçaladı.

Bir kabın tabanına etkiyen basınç kuvvetinin, kabın şekline bağlı olarak, kabın içindeki sıvının ağırlığından daha fazla veya daha az olabileceğini nasıl açıklayabiliriz? Sonuçta, kaptan sıvıya etki eden kuvvetin sıvının ağırlığını dengelemesi gerekir. Gerçek şu ki, kaptaki sıvı sadece tabandan değil aynı zamanda kabın duvarlarından da etkileniyor. Yukarıya doğru genişleyen bir kapta, duvarların sıvıya etki ettiği kuvvetlerin bileşenleri yukarı doğru yönlendirilmiştir: dolayısıyla sıvının ağırlığının bir kısmı duvarların basınç kuvvetleriyle dengelenir ve yalnızca bir kısmı sıvının üzerindeki basınç kuvvetleriyle dengelenmelidir. alt. Aksine, yukarı doğru sivrilen bir kapta, alt kısım sıvıya yukarı doğru etki eder ve duvarlar aşağı doğru hareket eder; bu nedenle tabandaki basınç kuvveti sıvının ağırlığından daha büyüktür. Kabın tabanından ve duvarlarından sıvıya etki eden kuvvetlerin toplamı her zaman sıvının ağırlığına eşittir. Pirinç. Şekil 252, çeşitli şekillerdeki kaplardaki sıvının duvarlarından etki eden kuvvetlerin dağılımını açıkça göstermektedir.

Pirinç. 252. Çeşitli şekillerdeki kapların duvarlarından sıvıya etki eden kuvvetler

Pirinç. 253. Huniye su döküldüğünde silindir yukarı doğru yükselir.

Yukarı doğru sivrilen bir kapta, sıvı tarafından duvarlara yukarı doğru yönlendirilmiş bir kuvvet etki eder. Böyle bir kabın duvarları hareketli hale getirilirse sıvı onları kaldıracaktır. Böyle bir deney, aşağıdaki cihaz kullanılarak gerçekleştirilebilir: piston sabit bir şekilde sabitlenir ve üzerine dikey bir tüpe dönüşen bir silindir yerleştirilir (Şekil 253). Pistonun üzerindeki boşluk suyla dolduğunda silindirin bölgelerine ve duvarlarına etki eden basınç kuvvetleri silindiri yukarıya doğru kaldırır.