Что доказывает опыт, изображённый на рисунке 139?

рис. 139. Измерение давления жидкостным манометром.

Опыт, изображённый на рисунке 139, демонстрирует принцип измерения давления жидкости с использованием жидкостного манометра и иллюстрирует зависимость давления жидкости от глубины погружения.

1. Давление в жидкости: Давление в жидкости возникает из−за веса вышележащих слоёв жидкости. Оно зависит от глубины погружения, плотности жидкости и ускорения свободного падения. Это можно выразить формулой: $$ P = \rho g h $$ где:
   • $ P $ — давление жидкости на данной глубине,
   • $ \rho $ — плотность жидкости,
   • $ g $ — ускорение свободного падения ($ \approx 9.8 \, \text{м/с}^2 $),
   • $ h $ — глубина погружения.

С увеличением глубины погружения давление увеличивается, так как масса жидкости над точкой измерения становится больше.

1. Принцип работы жидкостного манометра: Жидкостный манометр — это устройство для измерения давления газа или жидкости. Он состоит из изогнутой трубки с жидкостью, например, ртутью или окрашенной водой. Давление на одну сторону трубки вызывает разность уровней жидкости в её ветвях. Разность высот жидкостных столбов ($ \Delta h $) пропорциональна давлению, которое измеряется.

В данном опыте одна сторона манометра соединена с резиновым шлангом, который погружается в воду. Давление воздуха в трубке манометра уравновешивается давлением воды на глубине, куда опущен конец шланга. Чем глубже шланг погружается в воду, тем большее давление воды действует на открытый конец трубки. Это приводит к увеличению разности высот столбов жидкости в манометре.

1. Объяснение опыта: На левой части рисунка показано, что кончик трубки находится ближе к поверхности воды. Давление воды на этой глубине невелико, поэтому разность уровней в манометре ($ \Delta h $) мала.

На правой части рисунка конец трубки погружён глубже. Давление воды на большей глубине больше, что приводит к большему перепаду уровней жидкости ($ \Delta h $) в манометре.

1. Результат опыта:
   Опыт показывает, что давление жидкости увеличивается с глубиной. Это согласуется с формулой $ P = \rho g h $, где давление ($ P $) прямо пропорционально глубине ($ h $).

2. Практическая значимость:
   Этот опыт помогает понять, как измерять давление жидкостей с использованием простых приборов и как глубина погружения влияет на давление. Принципы, продемонстрированные в опыте, имеют широкое применение, например, в гидростатике, подводных исследованиях, проектировании дамб и судов.