Page 214 - To jest fizyka 7 – Fizyka SP – demo
P. 214

212  Ciśnienie i siła wyporu


                                   Z  pierwszej  części  doświadczenia  wynika,  że  ciecz  o  większej
                                   gęstości przy tej samej wysokości słupa cieczy wywiera na dno
                                   naczynia większe ciśnienie. To nic dziwnego – ciecz o większej
                                   gęstości ma dla danej objętości większy ciężar.


                                      Obliczanie ciśnienia cieczy
                                   Wiemy  już,  że  ciśnienie  wywierane  przez  ciecz  nie  zależy  od
                                   kształtu ani od powierzchni dna naczynia. Aby obliczyć to ciśnie­
                                   nie, możemy wyobrazić sobie naczynie np. w kształcie prostopa­
                                   dłościanu. Ciecz w takim naczyniu przyjmuje kształt prostopadło­
                                   ścianu, więc łatwo obliczyć jej objętość.
                                   Objętość cieczy: V = S · h.
                                   Masa cieczy: m = d · V = d · S · h.
                                   Ciecz naciska na dno siłą równą swojemu ciężarowi:
                                                      F = m · g = d · S · h · g
                                   Ciśnienie cieczy:



                                   Otrzymaliśmy więc wzór:
                                       ciśnienie      gęstość   przyspieszenie    wysokość
                                    hydrostatyczne  =  cieczy  ·   ziemskie   ·  słupa cieczy
                                                           p = d · g · h
         p, kPa
          100                      Jeśli  wysokość  słupa  danej  cieczy  zwiększy  się  np.  2  razy,  to
           80       woda           ciśnienie  hydrostatyczne  także  zwiększy  się  2  razy.  Ciśnienie
                                   hydrostatyczne  jest  zatem  proporcjonalne  do  wysokości  słupa
           60            alkohol
                                   cieczy.  Zgadza  się  to  z  wynikiem  drugiej  części  doświadczenia.
           40
                                   Wykresy  przedstawiają  tę  zależność  dla  dwóch  cieczy:  wody
           20                      i alkoholu. Ciśnienie to zależy więc również od rodzaju cieczy.
            0  2  4  6  8 10  h, m
          Ciśnienie wywierane przez   Przykład 1. Jakie ciśnienie wywiera na dno zbiornika benzyna,
          ciecz jest proporcjonalne do   jeśli sięga do wysokości 2,5 m powyżej dna?
          wysokości słupa tej cieczy.
                                                                                           kPa

                                   Odpowiedź: Benzyna wywiera ciśnienie 18 kPa.

                                   Przykład  2.  Słup  cieczy  o  wysokości  20  cm  wywiera  na  dno
                                   naczynia  ciśnienie  1440  Pa.  Co  to  za  ciecz:  benzyna,  woda  czy
                                   gliceryna?
                                   Ze wzoru p = d · g · h otrzymujemy:    ,  stąd






                                   Wśród wymienionych cieczy taką gęstość ma benzyna (możemy
                                   to sprawdzić w tablicach na końcu podręcznika).
                                   Odpowiedź: Tą cieczą jest benzyna.
   209   210   211   212   213   214   215   216   217   218   219