Как на опытах показать, что давление внутри жидкости на разных уровнях разное, а на одном и том же уровне во всех направлениях одинаковое?
Опустим трубку с резиновым дном, в которую налита вода, в другой, более широкий сосуд с водой (рис. 107, а). По мере опускания трубки резиновая плёнка постепенно выпрямляется. Полное выпрямление плёнки показывает, что силы, действующие на неё сверху и снизу, равны (рис. 107, б). Наступает полное выпрямление плёнки тогда, когда уровни воды в трубке и сосуде совпадают.
Возбьмём трубку, в которой резиновая плёнка закрывает боковое отверстие (рис. 108, а). Погрузим эту трубку с водой в другой сосуд с водой (рис. 108, б). как только уровни воды в трубке и в сосуде сравняются, плёнка выпрямляется. Это означает, что силы, действующие на резиновую плёнку, одинаковы с обеих сторон.
Возьмём сосуд, дно которого может отпадать. Опустим его в банку с водой (рис. 109, а). Дно при этом окажется плотно прижатым к краю сосуда и не отпадёт. Его прижимает сила давления воды, направленная снизу вверх. Будем осторожно наливать воду в сосуд и следить за его дном. Как только уровень воды в сосуде совпадёт с уровнем воды в банке, дно отпадёт от сосуда (рис. 109, б).
В момент отрыва на дно давит сверху вниз столб жидкости в сосуде, а снизу вверх на дно передаётся давление такого же по высоте столба жидкости, но находящейся в банке. Оба эти давления одинаковы, дно же отходит от цилиндра вследствие действия на него силы тяжести.
Итак, опыты показывают, что внутри жидкости существует давление и на одном и том же уровне оно одинаково по всем направлениям. С глубиной давление увеличивается
рис. 107. Выпрямление плёнки при одинаковом уровне воды в трубке и в сосуде.
рис. 108. Выпрямление плёнки при равенстве сил, действующих на неё с обеих сторон
рис. 109. Отпадание дна сосуда под действием силы тяжести.
Также, чтобы доказать на опытах что давление внутри жидкости на разных уровнях разное можно сделать пару отверстий в пластиковой бутылке на разных высотах и налить туда жидкость ( мы увидим то что чем выше находится отверстие в бутылке, тем меньше давление внутри жидкости , чем ниже − тем больше давление). Соответственно на одном и том же уровне давление внутри жидкости будет одинаковым ( в соответствии с законом Паскаля).
Для решения задачи необходимо обратиться к основам физики, а именно к понятию давления жидкости и работе с этим явлением.
Из формулы видно, что давление зависит только от плотности жидкости, высоты столба жидкости и ускорения свободного падения. Таким образом, на разных уровнях в жидкости (разных значениях $ h $) давление будет разным.
Давление на одном уровне:
На одном и том же уровне в жидкости давление одинаково во всех направлениях. Это связано с тем, что жидкость передает давление равномерно во все стороны. Такое свойство называется изотропностью давления жидкости. Это объясняется тем, что молекулы жидкости находятся в хаотическом движении и взаимодействуют друг с другом, равномерно передавая давление.
Опыты для демонстрации различий давления на разных уровнях:
Чтобы показать, что давление внутри жидкости на разных уровнях разное, можно провести следующий эксперимент:
Опыты для демонстрации равенства давления на одном уровне:
Чтобы показать, что давление на одном уровне в жидкости одинаковое во всех направлениях, можно использовать прибор, называемый "открытый манометр", или сделать простой аналог:
Эти опыты наглядно демонстрируют свойства давления в жидкостях.
Пожауйста, оцените решение
