11.Закон Архимеда. Условия плавания тел.

Закон Архимеда: Жидкость действует на всякое погруженное в нее тело с силой, направленной вверх и равной по велиичине весу жидкости в объеме тела (или его погруженную часть). Всякое погруженное в жидкость тело находится под действием двух сил.

- Веса тела.;

- равнодействующей давления жидкости, называемой подъемной (архимедовой силой).

Разность объемов тел давления дает объем самого тела V.

Здесь могут встретиться три случая:

1. когда G>P_z ,тело погружается, так как силы G и P_z дают равнодействующую, направленную вниз;

2. когда G=P_z ,тело будет находиться в жидкости в состоянии безразличного равновесия;

3. когда G<P_z , силы, действующие на тело, дают равнодействующую, направленную вверх, которая заставит тело всплывать. Тело поднимается выше поверхности настолько, что новая сила P’=gV’.(где V’ – объем погруженной 4асти тела) уравновесится весом тела G.

Для плавания на поверхности однородного тела с плотностью _Т и объемом V мы будем иметь условие равновесия

Закон Архимеда используется при решении задач, связанных с прокладкой трубопроводов через водные преграды, при расчете поплавковых устройств для регулирования уровня жидкости в резервуарах и т.д.

12.Гидравли4еские машины и приборы.

Гидравли4еский пресс. Применяется в слу4аях, когда требуется создание больших длительных усилий, например, при испытании строительных материалов.

f- сила, действующая на малый поршень площадью S, создавая на поверхности жидкости давление P.

P_Б- сила действующая на больший поршень снизу вверх.

n – выигрыш в силе.

Сообщающиеся сосуды – сосуды, соединенные между собой в

нижней части. Однородная ж-ть устанавливается на одном

уровне не зависимо от формы сосудов (если можно пранабречь

капиллярными явлениями). На свойстве С.с. основано

устройство жидкостных манометров, водомерных стекол

паровых котлов и т.д. Если в С.с. налиты ж-ти с разн.

плотностью ₁ и ₂, то они устанавливаются на уровнях, высоты

которых h₁ и h₂ обратно пропорциональны плотностям.

Из условия статического равновесия и основного уравнения

гидростатики: р₁+₁gh₁=p₂+₂gh₂. Т.е. при р₁=р₂, ₁=₂ получим

h₁=h₂. При р₁=р₂ и различных ₁ и ₂, получим ₁/₂=h₂/h₁.

13.Приборы для измерения давления в жидкости.

Для измерения гидростати4еского давления в жидкости применяются приборы, которые делятся на 2 основные группы: а) жидкостные и б) механи4еские.

Пьезометр. Пьезометрическая высота, равная p/ρg (p/), представл. собой

высоту столба данной жидкости, соответствующую данному p

(абсолютному или избыточному). Пьезометрическую высоту,

соответствующую избыточн. давлению, можно определить по

пьезометру. Пьезометр представл. собой вертикальную стекл.

трубку, верхний конец которой открыт в атмосф., а нижний

присоединен к емкости, в которой измеряется давл.

p_абс=р_а+ρgh_р где p_абс - абсолютное давление в жидк. на уровне

присоединения пьезометра; р_а - атмо­сферное давление. Отсюда высота подъема жидк. в пьезометре h_р= р_изб/ρg ,где р_изб – избыточное давл. на уровне при­соединения пьезометра. Если

абс. давление в жидкости или газе меньше атм., то говорят, что имеет место разрежение, или вакуум. За величину разрежения,

или вакуума, принимается недостаток до атм. давления: р_вак=р_а-р_абс

Простейшим устройством для измерен. вакуума может

служить стекл. трубка в двух вариантах. Вакуум в

жидкости А можно измерять при помощи U-образной трубки

или перевернутой U-образной трубки, один конец которой

опущен в сосуд с жидк.

Для измер-я давл. жидк-й и газов в лаб.

условиях помимо пьезометра пользуются жидк-ми и механ-ми

манометрами. Так на­зываемый U-образный манометр

представл. собой изогнутую стекл-ю трубку, содержащую

ртуть. При измерении небольших давл. газа вместо ртути

применяют спирт, воду и иногда тетрабромэтан.

Чашечный манометр удобнее тем, что при пользовании им

необходимо фиксировать положение лишь одного уровня жидк.

(при достаточно большом диаметре чашки по сравнению с

диаметром трубки уровень жидк. в чашке можно считать

неизменным).