§ 25. Закон паскаля. Давление внутри жидкости

948- Вспомните и назовите те свойства жидкостей и газов, которые принципиально отличают их от твердых тел.

949. Имеют ли определенные количества газа и жидкости мас­су? Действует ли на них сила тяжести? Будут ли они оказывать «весовое» давление на дно сосудов, в которые помещены?

950. Можно ли для расчета «весового» давления пользоваться теми же формулами, что и для твердых тел?

951. Рассмотрите рис. 120 и укажите, какие явления могут происходить с жидкостями и газами и никогда в обычных усло­виях не происходят с твердыми телами.

Рис. 121

949. 

     Какие предположения об особенностях передачи давле­ния можно сделать в отношении газов и яшдкостей (рис. 121)?

950. В состоянии невесомости твердое тело не оказывает дав­ления на опору. Будет ли газ давить на стенки сосуда в таком состоянии?

951. Если в тонкую резиновую оболочку (например, воздуш­ный шарик) налить некоторое количество воды, то в условиях невесомости она приобретет шарообразную форму. Можно ли ут­верждать, что в условиях невесомости вода давит на стенки ре­зиновой оболочки во всех направлениях одинаково?

952. В чем различие в передаче давления в случаях, изобра­женных на рис. 122?

953. В чем состоял опыт Паскаля (с шаром Паскаля)? Можно ли этот опыт показать, используя газ, а не только жидкости?

949. Если в тюбике зубной пасты случайно проколоть отвер­стие в боковой стенке, то при выдавливании пасты она выходит и из этого отверстия тоже. Почему? Разве паста газообразная или жидкая?

950. Будет ли вытекать вода из шара Паскаля, если ему дать возможность свободно падать?

951. Справедлив ли закон Паскаля в невесомости?

952. Почему для космических путешествий приготавливают полужидкое питание и помещают его в тюбики?

953. Почему взрыв глубинной бомбы губителен для обитате­лей моря и озер?

954. Пуля, выпущенная из пневматического ружья, в пустой бутылке пробивает небольшое отверстие и проходит ее насквозь. Если бутылка заполнена водой, то при попадании в нее пули она разлетается вдребезги. Почему?

955. Если из пневматического ружья произвести выстрел в вареное яйцо, то пуля проходит насквозь, оставляя в нем не­большое отверстие. Что произойдет, если выстрел произвести в сырое яйцо? Ответ обосновать.

956. Горизонтальна ли поверхность воды в реке? А в пруду?

957. К трубке прикреплен тонкостенный резиновый шар, на­полненный водой (рис. 123). Изменится ли уровень воды в труб­ке, если шар начать погружать в аквариум с водой?

958. Почему пловец, нырнувший на большую глубину, испы­тывает боль в ушах?

959. 

     Уровень жидкостей в сосудах, изображенных на рис. 124, одинаков. В один из сосудов налит керосин, а в другой — вода. Будет ли переливаться жидкость из одного сосуда в другой, если открыть кран (К)? Рассмотрите два случая: а) керосин в правом сосуде; б) керосин в левом сосуде.

Вода		Керосин
	К	- -
—		—

949. Какую форму следует при­дать сосуду, чтобы давление на дно было наибольшим при использова­нии заданного количества жидко­сти?

950. Сосуд с водой имеет форму, изображенную на рис. 125. Одина­ково ли давление воды на боковые стенки сосуда на уровне АВ1

951. Сосуд с жидкостью накло­нили. Одинаковое ли давление ока­зывает после этого жидкость на боковые стенки в точках А и В, лежащих на одном горизонтальном уровне (рис. 126)?

952. В левой части сосуда над жидкостью находится воздух (рис. 127). Какую высоту столба жидкости следует учитывать при расчете давления на дно сосуда? Ответ обосновать.

953. Герметически закрытый сосуд заполнен водой до самого верха, а на дне имеется пузырек воздуха. Изменится ли давление на дно сосуда после того, как пузы­рек воздуха поднимется вверх?

954. В трех сосудах с одинако­вой площадью дна налита вода до одного уровня (рис. 128). В какой сосуд налито больше воды? Оди­наково ли давление воды на дно в этих сосудах? Почему?

955. Сравните давление одной и той же порции воды на дно ци­линдрического стакана и двух ко­нических колб, изображенных на рис. 128.

956. Высота воды в стакане — 10 см. Какое давление на дно ста­кана производит вода?

957. Уровень воды в двух сосу­дах (рис. 129) одинаковый. Будет ли переливаться вода из одного со­суда в другой, если кран (К) от­крыть?

h.₂

Рис. 127

Рис. 128

//////////////////// Рис. 129

949. В таблице 20 приведены значения давления воздуха в зависимости от высоты. Представьте эту информацию графичес­ки. Потребуются ли вам для этого какие-либо дополнительные сведения?

Таблица '20

h, км	0	2	4	6	8	10	12
р, кПа	100	80	61	47	36	27	20

949. В таблице 21 приведены значения давления нефти в за­висимости от высоты столба этой жидкости, отсчитанной от сво­бодной поверхности. Изобразите графически приведенную в таб­лице зависимость. Сможете ли вы найти по графику давление нефти на глубине 25 и 45 см? Рассчитайте плотность нефти по приведенным данным.

Таблица 21

h, см	0	10	20	30	40
р, Па	0	800	1600	2400	3200

949. В таблице 22 приведены значения давления воды в озере в зависимости от высоты водяного столба, отсчитанного от сво­бодной поверхности. Представьте информацию, собранную в таб­лице, в виде графика. Сможете ли вы найти по графику давле­ние воды на глубине 15 м, 25 м, 50 м?

Таблица 22

Л, м	0	10	20	30	40
р, кПа	0	100	200	300	400

949. Как изменится давление на дно стакана, если в него на­ливать поочередно воду, керосин, масло так, чтобы высота стол­ба жидкости в нем была равна 5 см?

950. Одинаково ли давление воды на дно сосудов (рис. 130)? Чему равно это давление? Изменится ли оно, если воду заменить ртутью? Спиртом? Чему будет равно давление на дно в этих случаях?

Рис. 131 Рис. 132

949. Сосуды с водой имеют одинаковые площади дна (рис. 131). В каком из них давление на дно больше и во сколько раз?

950. В цилиндрические сосуды налиты вода и керосин до од­ного уровня. Оказалось, что силы давления жидкостей на дно сосудов одинаковы. Возможно ли это?

951. В цилиндрические сосуды с разной площадью попереч­ного сечения налиты вода и керосин одинаковой массы. Оказа­лось, что давление на дно сосудов одинаково. Возможно ли это?

952. Жидкость налита в сосуд (рис. 132). Как найти величину давления жидкости на дно АВ?

953. Цилиндрические сосуды уравновешены на весах. Нару­шится ли равновесие весов, если в сосуды налить воды столько, что ее поверхность установится на одинаковом уровне от дна со­судов? Одинаково ли при этом давление жидкости на дно сосудов? Рассмотрите случаи, когда: а) площади дна одинаковы; б) пло­щади дна различны.

954. Мальчик уравновесил па чашках весов два цилиндричес­ких сосуда. Площади поперечного сечения сосудов различны. Затем он налил в сосуды одинаковые массы воды. Нарушится ли равновесие весов? Одинаковым ли будет давление воды на дно сосудов?

955. Мальчик уравновесил на весах два цилиндрических со­суда, имеющих разные площади поперечного сечения. Затем он палил в сосуды одинаковые по объему количества воды. Нару­шится ли равновесие весов? Почему? Одинаковым ли будет дав­ление воды на дно сосудов?

956. Рассчитайте давление воды: а) на глубине 20 м, на которую может погружаться искусный ныряльщик; б) на глубине 250 м, на которую может погрузиться водолаз в жестком скафандре.

957. С какой площадью поперечного сечения следует выбрать цилиндрический сосуд, чтобы при наливании в него подсолнеч­ного масла до высоты 10 см давление на дно сосуда оказалось равным давлению, которое оказывает вода, налитая до этого же уровня в цилиндрический сосуд с площадью дна 100 См²?

991. Плоскодонная баржа получила пробоину в днище пло­щадью 200 см². С какой силой надо прижимать пластырь, кото­рым заделывают пробоину, чтобы выдержать напор воды на глу­бине 2 м?

992. В аквариум высотой 50 см, длиной 70 см и шириной 30 см налита вода. Рассчитайте давление воды на дно аквариума, если вода не доходит до верхнего края на 10 см. Какова сила давле­ния воды на дно сосуда? Приведите два способа ее расчета. Смо­жете ли вы рассчитать силу давления воды на боковые стенки аквариума? Как это сделать?

993. В цистерне, заполненной нефтью, находится кран пло­щадью поперечного сечения 10 см². С какой силой нефть давит на кран, если его средняя часть находится на глубине 2 м?

994. Ширина шлюза 10 м. Он заполнен водой на глубину 10 м. С какой силой давит вода на ворота шлюза?

995. Давление, развиваемое насосом водонапорной башни, рав­но 500 кПа. На какую высоту сможет поднимать воду такой насос?

996. Определите высоту водонапорной башни, если манометр, установленный у основания, показывает давление, равное 50 кПа.

997. В цилиндрический сосуд налиты ртуть и вода в равных по массе количествах. Общая высота двух слоев жидкости равна

2. см. Вычислите давление на дно этого сосуда.

991. Изменится ли давление, производимое при помощи гид­равлического пресса, если вместо масла в него налить воду?

992. Будет ли действовать гидравлический насос на косми­ческой орбитальной станции?

993. Будет ли гидравлический пресс работать на Луне? Бу­дет ли какая-нибудь разница в его работе на Луне по сравнению с работой на Земле?

994. Какой выигрыш в силе можно получить в гидравличес­кой машине, если: а) площадь меньшего поршня 10 см², а боль­шего — 100 см²; б) отношение площадей поршней равно 2 : 50;

в) площадь большего поршня в 50 раз больше, чем меньшего?

991. Площадь меньшего поршня гидравлической машины 10 см², и на него действует сила в 200 Н. Площадь большего пор­шня равна 200 см². Какая сила действует на больший поршень?

992. Поршень гидравлического пресса площадью 180 см² дей­ствует с силой 18 кН. С какой силой действует на масло в прессе малый поршень, если площадь его 4 см²?

993. Два сообщающихся сосуда с разным поперечным сече­нием наполнены водой. Площадь меньшего сечения в 100 раз меньше, чем площадь большего. На поршень меньшего сечения поставили гирю массой 10 кг. Какой груз надо положить на боль­ший поршень, чтобы оба груза находились в равновесии?

1003. Малый поршень гидравлического пресса под действием силы в 500 Н опустился на 15см. При этом больший поршень поднялся на 5 см. Какая сила действует на больший поршень?

1006. Малый поршень гидравлического пресса площадью 2 см² под действием силы опустился на 16 см. Площадь большего пор­шня 8 см². Определите вес груза, поднятого поршнем, если на малый поршень действовала сила 200 Н. На какую высоту был поднят груз?

1007. Площадь поршней гидравлического пресса 2 см² и 400 см². Определите силу давления набольший поршень и высоту его под­нятия, если при опускании малого поршня на 20 см производит­ся работа 10 Дж.

1008. Предложите конструкцию прибора, при помощи кото­рого можно определить угол отклонения плоскости от горизон­тальной поверхности.