данчика, силу тиску на яку ми визначаємо. Так, якщо в посудину налита рідина (рис. 7.3), то тиск у точці А визначиться як сума атмосферного тиску і тиску стовпа рідини Р над рівнем, яке дорівнює
. (7.2)
Тут - площа підстави судини, - щільність рідини. Тиск називається гідростатичним тиском. Отже,
.
За законом Паскаля тиску на стінку судини в точках А і В рівні, тобто.
Атмосферний тиск - це гідростатичний тиск стовпа повітря, яке дорівнює тиску стовпчика ртуті висотою мм (рис. 7.4):
Внаслідок різниці тисків на різних рівнях в рідині на тіло, занурене в рідину, діє виштовхуюча сила.
Закон Архімеда. На тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхуюча сила, рівна вазі витісненої рідини.
зануриться в рідину циліндр висотою h і площею підстави S (рис. 7.5), Тиск на глибині h1 одно
,
а на глибині h2
.
Сили тиску, що діють на основу циліндра, рівні
,
.
Сумарна сила тиску на бічну поверхню чинності симетрії дорівнює нулю. Звідси результуюча сила тиску, що діє на циліндр, є
(7.3)
і дорівнює вазі витісненої рідини (- обсяг витісненої рідини). Ця сила називається виштовхує силою.
Звернемо увагу на те, що виштовхує сила дорівнює вазі витісненої рідини, а не силі тяжіння. Якщо посудину з рідиною буде падати з прискоренням вільного падіння, то верхні шари рідини не будуть тиснути на нижні і дорівнюватиме нулю. Якщо ж, навпаки, посудину піднімати вгору з прискоренням а, то виштовхує сила, що діє на аналізований циліндр, дорівнює
.
Точка програми викидає сили не обов'язково повинна співпадати з центром мас тіла. Виштовхуюча сила прикладена до тіла в точці, що збігається з центром мас обсягу витісненої рідини, цю точку називають центром тиску. Напрями сили тяжіння тіла і викидає сили, взагалі кажучи, не збігаються (рис. 7.6). Сума моментів цих сил відносно будь-якої осі обертання, перпендикулярної площині креслення, не дорівнює нулю. Так як в рідинах немає сили тертя спокою, то під дією цих моментів тіло повертається в рідині таким чином, щоб сили були спрямовані уздовж однієї прямої. Тоді сумарний момент сил стане рівним нулю.
Рівнодіюча викидає сили і сили тяжіння називається підйомної силою. Якщо щільність тіла більше щільності рідини, то виштовхує сила менше сили тяжіння.
і тіло тоне, але при цьому вага тіла зменшується (рис. 7.7):
,
- сила натягу пружини. Вага тіла визначається силою натягу
.
Якщо щільність тіла дорівнює щільності рідини, то тіло знаходиться в стані байдужої рівноваги: ??
.
Якщо ж щільність тіла менше щільності рідини, то виштовхує сила більше сили тяжіння:
Для того, щоб тіло утримати під водою, повинна діяти зовнішня сила.
Тіло може перебувати в рівновазі, якщо воно не повністю занурене в рідину. Умова рівноваги: ??
, тобто
,
- обсяг зануреної в рідину частини тіла.
Тіло перебуває в стані стійкої рівноваги, якщо центр ваги лежить нижче точки докладання сили, що виштовхує. На рис. 7.8 видн...
