Presión en líquido y gas. Presión atmosférica a diferentes altitudes.

a) Embrague de cilindros principales.

Equipo: juego de cilindros de plomo; trípode; pesa rusa 2 kg.

Es recomendable tener dos juegos de cilindros de plomo para el experimento: uno para mostrar las superficies irregulares y oxidadas que impiden que los cilindros se conecten, y el segundo para la parte principal de la demostración. Limpiar los extremos de los cilindros introduciéndolos en la base y, presionando ligeramente el cuchillo, dar varias vueltas. Después del afilado, el extremo del cilindro debe quedar liso y brillante.

Habiendo colocado ambos cilindros en sus extremos, presiónelos uno hacia el otro y gírelos ligeramente alrededor de su eje, después de lo cual los cilindros deben conectarse. Para evaluar la magnitud de sus fuerzas. Atracción mútua cuelgue el cilindro superior con un gancho en un trípode y cuelgue un peso de 2 kilogramos del inferior sin sacudidas. Luego, quitando el peso y separando los cilindros con las manos, demuestran a los alumnos los desniveles de los extremos que han surgido en los puntos de acoplamiento.

CONCLUSIÓN: a pequeña distancia entre moléculas. sólido Hay fuerzas de atracción mutua que se manifiestan cuando las moléculas entran en contacto muy cercano, y en mayor distancia Las fuerzas repulsivas actúan entre moléculas.

b) Adhesión del vidrio al agua.

Equipo: dos placas de vidrio; agua.

Conecte las superficies de los platos secos, asegúrese de que no haya fuerzas de atracción, deje caer agua entre los vasos e intente

sepáralos.

CONCLUSIÓN: existen fuerzas de atracción mutua entre las moléculas de un líquido y un sólido.

Preguntas de control

1. ¿Cuál es la importancia del material estudiado para la formación de la cosmovisión de los estudiantes?

2. De qué están hechos los cuerpos:

a) de moléculas;

b) de partículas;

c) de los átomos?

3. Proponer una forma de resumir los conocimientos de los estudiantes en forma de tabla sobre los estados agregados de la materia y las propiedades de los cuerpos.

4. ¿Es cierto que cuando se calientan todas las sustancias se expanden?

5. Dé ejemplos de difusión utilizados en la vida cotidiana y la tecnología.

L A B O R A T O R N A Y OBRA No. 2

PRESIÓN S T O R D Y X T E L,

C O S T E Y LÍQUIDO Y GAS O V

Experimento nº 1. Presión de un cuerpo sólido sobre un soporte.

Equipo: baño de arena, tabla con clavos, 1 kg de peso.

Antes de la demostración, se vierte arena húmeda en el baño y se nivela bien la superficie. Se clavan clavos en las esquinas de una tabla pequeña. Se coloca el tablero con sus cabezas de clavos sobre una capa de arena y encima se coloca un peso. los clavos están sólo ligeramente presionados en la arena. Luego se voltea la tabla en la punta de los clavos. En este caso, el área de soporte de la tabla se reduce y, bajo la misma fuerza, los clavos se hunden mucho más en la arena.

CONCLUSIÓN: El resultado de la fuerza depende del área de los cuerpos en contacto.

Tarea: Conociendo su masa y el área del zapato, determine cuánta presión produce al caminar y estar quieto. Determina la zona de apoyo de la bota utilizando una hoja de papel cuadriculado.

EXPERIMENTO No. 2. Inflar una pelota de goma debajo de la campana de una bomba de aire

Equipo: Bomba Komovsky, placa de vacío con campana de cristal, globo.

Este experimento sirve como ilustración para explicar el mecanismo de presión del gas en las paredes del recipiente.

EN globo dejar una pequeña cantidad de aire y atar bien. La bola se coloca sobre la placa de la bomba de aire de manera que no cubra el orificio del tubo de salida de la placa y se cubre con una campana de vidrio. Conecte la placa a la bomba y extraiga el aire. A medida que se bombea el aire, la pelota se infla gradualmente y toma la forma de una pelota. Luego, lentamente, se deja entrar aire debajo de la campana, se observa el fenómeno opuesto y se llega a la conclusión de que la presión del gas es igual en todas las direcciones.

EXPERIMENTO No. 3. Transmisión de presión por gases y líquidos.

Equipo: Bola de Pascal, recipiente con agua, baño.

Desenrosque la bola del cilindro y extienda el pistón con la varilla hasta el tope. Se vierte agua en el cilindro y se vuelve a enroscar la bola. Después de colocar el dispositivo sobre el baño, empuje lentamente el pistón. Muestran que los chorros que salen del orificio de la bola salen aproximadamente a la misma distancia. Esto indica la misma velocidad del flujo de agua desde todos los agujeros, es decir, la misma presión en todos los lugares de la bola.

El experimento es más eficaz si los chorros se iluminan con luz lateral. En este caso destacan en relieve sobre el fondo negro de la pizarra.

Obtener una conclusión.

EXPERIMENTO No. 4. Diseño y funcionamiento de una prensa hidráulica.

ACERCA DE
equipo: Prensa hidráulica.

La prensa hidráulica educativa se utiliza mucho en las escuelas. Antes de la demostración, el profesor realiza un dibujo esquemático de una prensa hidráulica con un manómetro y una válvula de seguridad en la pizarra. Primero, compare las partes principales de la prensa en el dispositivo con la imagen esquemática en el tablero. Al nombrar las partes individuales del dispositivo y su propósito, nos dicen cómo funciona una prensa hidráulica y cómo interactúan sus partes individuales entre sí. El profesor muestra en el diagrama y en realidad un tanque de aceite, un cilindro pequeño con un mango en forma de palanca, válvulas, un manómetro y un cilindro grande. Subiendo y bajando la manija varias veces y refiriéndose al diagrama, explica el camino del aceite desde el depósito hasta el cilindro grande.

El dispositivo está equipado con dos dispositivos de seguridad que lo protegen de la destrucción: un manómetro con una línea roja que indica la presión máxima permitida en la prensa y una válvula de seguridad que se abrirá automáticamente si por alguna razón se excede la presión permitida.

Al recordar a los estudiantes que la presión en los cilindros de la prensa es la misma y que la fuerza de presión es proporcional al área de los pistones, descubren cómo las prensas logran una gran ganancia de fuerza.

Tarea: Habiendo medido los diámetros de los pistones grandes y pequeños, la longitud del brazo del mango, calcule la ganancia de fuerza (es decir, cuántas veces la fuerza de presión desarrollada por el pistón grande, más poder pequeña presión del pistón).

EXPERIMENTO No. 5. Presión del líquido en el fondo y paredes del recipiente.

ACERCA DE
equipo: una bolsa de plástico con agua, dos dinamómetros, trípodes, un manómetro abierto, un dispositivo para demostrar la presión dentro del líquido, un acuario con agua.

a) Para demostrar la presión del líquido sobre las paredes del recipiente, se coloca una bolsa plástica con agua entre las mesas de los dinamómetros y se muestra la presencia de igual presión sobre las paredes de la bolsa.

b) Para estudiar la dependencia de la presión de una columna de líquido, es necesario demostrar la presencia de presión en la plataforma ubicada dentro del líquido y demostrar que la magnitud de esta presión no depende de la posición de la plataforma, pero cambia sólo en la profundidad de su inmersión.

Para demostrar el funcionamiento del dispositivo, conecte la tetina de la cápsula mediante un tubo de goma a un manómetro de agua abierto. Demuestre que el líquido en ambos codos del manómetro está al mismo nivel. Luego, presionando ligeramente con el dedo la superficie exterior de la película de goma, los estudiantes prestan atención a cómo cambian los niveles del líquido en el manómetro.

Luego, sumergen la cápsula en un acuario con agua y muestran que la presión sobre la película de goma, observada en el manómetro, aumenta con la profundidad de inmersión. Después de esto, instale el dispositivo a cierta profundidad y, usando un gancho de alambre, gire el soporte en el que está fijada la cápsula. eje horizontal. Los estudiantes se sienten atraídos por el hecho de que a este nivel de inmersión, la presión dentro del líquido no depende de la ubicación de la película de goma.

EXPERIMENTO No. 6. Paradoja hidrostática.

ACERCA DE
equipo: Dispositivo de Pascal, recipiente para drenar agua, agua coloreada.

Dispositivo para esta experiencia Consta de una base sobre la que se fija un marco en forma de anillo con rosca. Este marco, abierto por arriba, está cubierto por abajo con una fina película de goma, que descansa sobre una placa redonda unida por una palanca con una flecha fácilmente móvil.

El dispositivo viene con tres recipientes de diferentes formas y volúmenes, pero con la misma superficie de base. Cada recipiente tiene un marco roscado con el que se instala en el dispositivo.

Para demostrarlo, primero enrosque un recipiente cilíndrico en el marco y vierta agua en él hasta una altura de 2 a 3 cm por debajo del borde superior. El nivel del agua en el recipiente se marca mediante un puntero que se mueve sobre la varilla y el lugar en el. La escala donde está instalada la flecha está marcada por un “húsar” que es claramente visible desde la distancia.

Después de esto, se vierte agua por el grifo de drenaje y en lugar de un recipiente cilíndrico se instala otro, por ejemplo uno que se expande hacia arriba, y luego un tercero. En cada experimento están convencidos de que se debe tomar mucha más o menos agua que en un recipiente cilíndrico, y la presión sigue siendo la misma si el nivel del agua sube al nivel indicado. Ésta es la paradoja de Pascal.

EXPERIMENTO No. 7. Equilibrio de líquido en vasos comunicantes.

Equipo: vasos comunicantes, vaso de agua, mampara.

a) En primer lugar, se realiza un experimento con dos vasos comunicantes en forma de tubos de vidrio conectados entre sí por un tubo de goma, y se establece que al mismo nivel se encuentra un líquido homogéneo. Luego pasan al dispositivo de demostración, que consta de 4-5 tubos de vidrio de diversas formas y diferentes secciones, conectados entre sí por un tubo horizontal de la misma sección transversal.

Para mostrar el equilibrio de un líquido homogéneo en estos tubos, se vierte agua ligeramente coloreada a través de un tubo ancho. Tome tanta agua que suba ligeramente por encima de la mitad de la altura. tubos verticales. Detrás del dispositivo se coloca una pantalla blanca y se llama la atención de los estudiantes sobre los niveles de líquido, que en todos los tubos se encuentran en la misma línea recta horizontal. Si inclina el dispositivo hacia la derecha o hacia la izquierda, los niveles de líquido en los tubos volverán a permanecer en el mismo nivel horizontal.

Primero, se vierte agua teñida en el tubo hasta una altura de 100-150 mm. Luego se vierte en una de las ramas otro líquido que no se mezcla con agua, por ejemplo gasolina o queroseno. Los fluidos se instalarán como se muestra en la figura.

Tarea: Usando una regla, marque el límite de una columna de líquido y agua y asegúrese de que la relación entre estas alturas sea inversamente proporcional a las densidades de los líquidos.

EXPERIMENTO No. 8. Ley de Arquímedes.

Equipo: Balde de Arquímedes, trípode universal, recipiente de fundición, vaso de precipitados para productos químicos.

La validez de la ley de Arquímedes se demuestra mediante un dispositivo que consta de un cubo, un cilindro interconectados y un dinamómetro de resorte con puntero de disco. El estiramiento del resorte se marca con una abrazadera.

Antes del experimento, demostraron que la capacidad del cubo corresponde al volumen del cilindro. Montar la instalación según el plano. Preste atención a la posición del disco puntero y marque su posición con una flecha. Baje el cilindro a un recipiente con agua. En este caso, parte del agua se vierte del recipiente. Llame la atención de los estudiantes sobre la posición de la flecha del puntero. El agua derramada se vierte en un balde. Presta atención a la flecha nuevamente. Sacan una conclusión.

Lección

Sujeto: Transmisión de presión por líquidos y gases.
El propósito de la lección.: crear condiciones para que los estudiantes adquieran nuevos conocimientos sobre la presión en líquidos y gases.

Objetivos de la lección:

Educativo:

Introducir a los estudiantes al concepto de presión en un líquido, transmisión de presión por líquidos.

De desarrollo:

Desarrollar la capacidad de analizar, comparar y presentar material de manera competente y lógica;

Educativo:

Desarrollar precisión, la capacidad de escuchar y ser escuchado;

Tipo de lección: aprender material nuevo

Durante las clases:

I. Organización de clases.

II. Actualización de conocimientos.

Encuesta frontal:

¿De qué depende la presión de los sólidos?

¿Cómo ejercen presión los gases?

¿De qué depende la presión del gas?

¿Crees que los líquidos ejercen presión? ¿Cómo? ¿De qué depende?

Conclusión: Esto significa que no se puede decir con certeza si los líquidos ejercen o no presión.

Hoy en la lección hablaremos sobre la presión de los fluidos. Escriba el tema de la lección. Nuestro objetivo es demostrar que los fluidos ejercen presión y cómo; ¿De qué depende la presión del fluido? ¿Cómo se puede calcular la presión del fluido? cómo se tienen en cuenta y se aplican en la práctica.

III. Aprender nuevos conocimientos.

Entonces, planteamos una hipótesis: los líquidos ejercen presión. ¿Cómo probar esta hipótesis?

El líquido, como todos los cuerpos de la Tierra, se ve afectado por la gravedad. Por lo tanto, cada capa de líquido vertida en un recipiente, con su peso, crea presión sobre otras capas, que, según la ley de Pascal, se transmite en todas direcciones. Por tanto, hay presión dentro del líquido.

Experiencia 1. Un experimento que confirma la existencia de presión en un líquido.

Vierta agua en el tubo; bajo el peso del líquido, la película de goma se doblará.

Preguntas:

¿Cuánto tiempo se hundirá la película de goma?

¿Qué pasa si aumentas la columna de líquido?

Experimento 2. Un experimento que confirma la existencia de presión dentro de un líquido.(un tubo de vidrio cuyo orificio está cerrado con una película de goma, un vaso de agua)

Bajemos el tubo con fondo de goma, en el que se vierte agua, a otro recipiente con agua más ancho. Veremos que a medida que el tubo va bajando la película de goma se va enderezando poco a poco. El enderezamiento completo de la película muestra que las fuerzas que actúan sobre ella desde arriba y desde abajo son iguales. El enderezamiento completo de la película se produce cuando coinciden los niveles de agua en el tubo y el recipiente.

Experimento 3. Experiencia que demuestra que a un mismo nivel la presión del líquido es la misma.(un tubo de vidrio con un orificio lateral cubierto con una película de goma, un vaso de agua)

Conclusión: La experiencia demuestra que dentro de un líquido hay presión y a un mismo nivel es igual en todas direcciones. Con la profundidad, la presión aumenta.

Experimento 4. Un experimento que muestra que el líquido actúa sobre las paredes del recipiente y que la presión cambia con la profundidad. ( un vaso de agua; se hacen tres pequeños agujeros en la superficie lateral a diferentes alturas del fondo).

Tomemos un recipiente alto en el que se hacen tres pequeños agujeros en la superficie lateral a diferentes alturas. Cerrémoslos y llenemos el recipiente con agua. Entonces abramos los agujeros y veamos qué pasa.

Conclusión: La presión dentro del líquido es diferente en diferentes altitudes. Aumenta con la profundidad.

Experimento 5. Un experimento que muestra el cambio en la presión del fluido con la profundidad.

Tome un tubo de vidrio y un disco ligero con un hilo. Tiremos del hilo para obtener un recipiente con el fondo hundible. Sumerja el recipiente resultante en una jarra con agua.

Pregunta: ¿Por qué la parte inferior no se cae incluso si no se tira del hilo?

Vierta con cuidado un poco de agua coloreada en el recipiente para que su nivel sea más bajo que el nivel del agua en la jarra.

Pregunta: ¿Qué estamos viendo?

Agrega el agua restante del vaso. La altura de la capa de agua coloreada en el recipiente aumentará.

Pregunta: ¿Qué estamos viendo? ¿Por qué se cayó el fondo?

Conclusión: La presión aumenta con la profundidad.

Ejercicio: Encuentra la conclusión en la página del libro de texto, léela y escríbela en tu cuaderno.

Los gases no se diferencian de los líquidos a este respecto. Pero debemos recordar que la densidad del gas es cientos de veces menos densidad líquidos. El peso del gas en el recipiente es pequeño y en muchos casos se puede ignorar su presión.

IV.Consolidación y clarificación de conocimientos:

¿Cómo transmiten la presión los líquidos y los gases?

¿Por qué los líquidos y los gases transmiten presión por igual en todas direcciones?

Cómo demostrar que la presión dentro de un líquido es niveles diferentes diferentes, pero al mismo nivel en todas direcciones iguales?

¿Por qué en muchos casos no se tiene en cuenta la presión de un gas creada por su peso?

V.Tarea:

VI.Reflexión

Completa la frase Hoy en clase aprendí...

Un hombre con y sin esquís.

Un hombre camina sobre nieve suelta con con gran dificultad, hundiéndose profundamente con cada paso. Pero, tras ponerse los esquís, puede caminar sin casi caerse. ¿Por qué? Con o sin esquís, una persona actúa sobre la nieve con la misma fuerza igual a su peso. Sin embargo, el efecto de esta fuerza es diferente en ambos casos, porque la superficie sobre la que una persona presiona es diferente, con esquís y sin esquís. Casi 20 veces la superficie de los esquís más área suelas. Por lo tanto, mientras está de pie sobre los esquís, una persona actúa en todos los sentidos. centímetro cuadrado superficie de nieve con una fuerza 20 veces menor que estar de pie sobre la nieve sin esquís.

Un estudiante, que fija con botones un periódico al tablero, actúa sobre cada botón con la misma fuerza. Sin embargo, un botón con un extremo más afilado penetrará más fácilmente en la madera.

Esto quiere decir que el resultado de la fuerza depende no sólo de su módulo, dirección y punto de aplicación, sino también del área de la superficie sobre la que se aplica (perpendicular a la que actúa).

Esta conclusión es confirmada por experimentos físicos.

Experiencia. El resultado de la acción de una fuerza determinada depende de qué fuerza actúa sobre una unidad de superficie.

Debes clavar clavos en las esquinas de una tabla pequeña. Primero, coloque los clavos clavados en la tabla sobre la arena con las puntas hacia arriba y coloque un peso sobre la tabla. En este caso, las cabezas de los clavos se presionan ligeramente en la arena. Luego damos la vuelta al tablero y colocamos los clavos en el borde. En este caso, el área de apoyo es más pequeña y, bajo la misma fuerza, los clavos se hunden mucho más en la arena.

Experiencia. Segunda ilustración.

El resultado de la acción de esta fuerza depende de qué fuerza actúa sobre cada unidad de superficie.

En los ejemplos considerados, las fuerzas actuaron perpendicularmente a la superficie del cuerpo. El peso del hombre era perpendicular a la superficie de la nieve; la fuerza que actúa sobre el botón es perpendicular a la superficie del tablero.

Magnitud, igual a la proporción La fuerza que actúa perpendicular a una superficie sobre el área de esa superficie se llama presión..

Para determinar la presión, la fuerza que actúa perpendicular a la superficie debe dividirse por el área de la superficie:

presión = fuerza / área.

Denotamos las cantidades incluidas en esta expresión: presión - pag, la fuerza que actúa sobre la superficie es F y superficie - S.

Luego obtenemos la fórmula:

pag = F/S

Está claro que una fuerza mayor que actúa sobre la misma área producirá una presión mayor.

Se considera unidad de presión la presión producida por una fuerza de 1 N que actúa sobre una superficie de 1 m2 de área perpendicular a esta superficie..

Unidad de presión - Newton por metro cuadrado (1N/m2). En honor al científico francés Blaise Pascal se llama pascal ( Pensilvania). De este modo,

1Pa = 1N/m2.

También se utilizan otras unidades de presión: hectopascal (hPa) Y kilopascal (kPa).

1kPa = 1000Pa;

1 hPa = 100 Pa;

1Pa = 0,001kPa;

1 Pa = 0,01 hPa.

Anotemos las condiciones del problema y resolvámoslo.

Dado : m = 45 kg, S = 300 cm 2; pag = ?

En unidades SI: S = 0,03 m2

Solución:

pag = F/S,

F = PAG,

PAG = g m,

PAG= 9,8 N · 45 kg ≈ 450 N,

pag= 450/0,03 N/m2 = 15000 Pa = 15 kPa

"Respuesta": p = 15000 Pa = 15 kPa

Formas de reducir y aumentar la presión.

Un tractor de orugas pesado ejerce una presión sobre el suelo de 40 a 50 kPa, es decir, sólo 2 a 3 veces más que la presión de un niño que pesa 45 kg. Esto se debe a que el peso del tractor se distribuye sobre una superficie mayor gracias a la transmisión por orugas. Y hemos establecido que cuanto mayor es el área de apoyo, menor presión produce la misma fuerza sobre este soporte .

Dependiendo de si se necesita baja o alta presión, el área de apoyo aumenta o disminuye. Por ejemplo, para que el suelo resista la presión de un edificio que se está construyendo, se aumenta el área de la parte inferior de los cimientos.

Llantas camiones y el tren de aterrizaje de los aviones es mucho más ancho que el de los turismos. Los neumáticos de los coches diseñados para circular por el desierto son especialmente anchos.

Los vehículos pesados, como un tractor, un tanque o un vehículo pantanoso, al tener una gran superficie de apoyo de las vías, pasan por zonas pantanosas por las que una persona no puede pasar.

Por otra parte, cuando Área pequeña superficies, una pequeña fuerza puede producir mucha presión. Por ejemplo, al presionar un botón en un tablero, actuamos sobre él con una fuerza de aproximadamente 50 N. Dado que el área de la punta del botón es de aproximadamente 1 mm 2, la presión que produce es igual a:

p = 50 N / 0,000 001 m 2 = 50.000.000 Pa = 50.000 kPa.

En comparación, esta presión es 1.000 veces mayor que la presión que ejerce un tractor de orugas sobre el suelo. Puedes encontrar muchos más ejemplos de este tipo.

Las hojas de los instrumentos cortantes y las puntas de los instrumentos perforadores (cuchillos, tijeras, cúteres, sierras, agujas, etc.) están especialmente afiladas. El borde afilado de una hoja afilada tiene un área pequeña, por lo que incluso una pequeña fuerza crea mucha presión y es fácil trabajar con esta herramienta.

Los dispositivos para cortar y perforar también se encuentran en la naturaleza viva: dientes, garras, picos, espinas, etc., todos ellos hechos de material duro, suave y muy nítido.

Presión

Se sabe que las moléculas de gas se mueven aleatoriamente.

Ya sabemos que los gases, a diferencia de los sólidos y líquidos, llenan todo el recipiente en el que se encuentran. Por ejemplo, una bombona de acero para almacenar gases, la cámara de aire de un neumático de coche o una pelota de voleibol. En este caso, el gas ejerce presión sobre las paredes, fondo y tapa del cilindro, cámara o cualquier otro cuerpo en el que se encuentre. La presión del gas se debe a razones distintas a la presión de un cuerpo sólido sobre el soporte.

Se sabe que las moléculas de gas se mueven aleatoriamente. A medida que se mueven, chocan entre sí, así como con las paredes del recipiente que contiene el gas. Hay muchas moléculas en un gas y, por tanto, el número de impactos es muy grande. Por ejemplo, el número de impactos de moléculas de aire en una habitación sobre una superficie con un área de 1 cm 2 en 1 s se expresa como un número de veintitrés dígitos. Aunque la fuerza de impacto de una molécula individual es pequeña, el efecto de todas las moléculas en las paredes del recipiente es significativo: crea presión de gas.

Entonces, La presión del gas sobre las paredes del recipiente (y sobre el cuerpo colocado en el gas) es causada por los impactos de las moléculas del gas. .

Considere el siguiente experimento. Coloque una pelota de goma debajo de la campana de la bomba de aire. el contiene una pequena cantidad de aire y tiene Forma irregular. Luego bombeamos el aire por debajo de la campana. La carcasa de la pelota, alrededor de la cual el aire se vuelve cada vez más enrarecido, se infla gradualmente y toma la forma de una pelota normal.

¿Cómo explicar esta experiencia?

Para almacenar y transportar gas comprimido se utilizan cilindros de acero especiales y duraderos.

En nuestro experimento, las moléculas de gas en movimiento golpean continuamente las paredes de la bola por dentro y por fuera. Cuando se bombea aire, la cantidad de moléculas en la campana alrededor del caparazón de la pelota disminuye. Pero dentro de la pelota su número no cambia. Por lo tanto, el número de impactos de moléculas en las paredes exteriores de la capa es menor que el número de impactos en las paredes interiores. La pelota se infla hasta que la fuerza elástica de su cubierta de goma se vuelve igual a la fuerza de la presión del gas. El caparazón de la pelota toma la forma de una pelota. Esto muestra que El gas presiona sus paredes en todas direcciones por igual.. En otras palabras, el número de impactos moleculares por centímetro cuadrado de superficie es el mismo en todas las direcciones. La misma presión en todas las direcciones es característica del gas y es consecuencia del movimiento aleatorio. numero enorme moléculas.

Intentemos reducir el volumen de gas, pero para que su masa permanezca sin cambios. Esto significa que en cada centímetro cúbico Habrá más moléculas de gas y la densidad del gas aumentará. Entonces aumentará el número de impactos de las moléculas contra las paredes, es decir, aumentará la presión del gas. Esto puede ser confirmado por la experiencia.

en la imagen A Muestra un tubo de vidrio, uno de cuyos extremos está cerrado con una fina película de goma. Se inserta un pistón en el tubo. Cuando el pistón entra, el volumen de aire en el tubo disminuye, es decir, el gas se comprime. La película de goma se dobla hacia afuera, lo que indica que la presión del aire en el tubo ha aumentado.

Por el contrario, a medida que aumenta el volumen de una misma masa de gas, disminuye el número de moléculas en cada centímetro cúbico. Esto reducirá la cantidad de impactos en las paredes del recipiente: la presión del gas será menor. De hecho, cuando se saca el pistón del tubo, el volumen de aire aumenta y la película se dobla dentro del recipiente. Esto indica una disminución de la presión del aire en el tubo. El mismo fenómeno se observaría si en lugar de aire hubiera cualquier otro gas en el tubo.

Entonces, cuando el volumen de un gas disminuye, su presión aumenta, y cuando el volumen aumenta, la presión disminuye, siempre que la masa y la temperatura del gas permanezcan sin cambios..

¿Cómo cambiará la presión de un gas si se calienta a volumen constante? Se sabe que la velocidad de las moléculas de gas aumenta cuando se calienta. Al moverse más rápido, las moléculas golpearán las paredes del recipiente con más frecuencia. Además, cada impacto de la molécula contra la pared será más fuerte. Como resultado, las paredes del recipiente experimentarán una mayor presión.

Por eso, Cuanto mayor sea la temperatura del gas, mayor será la presión del gas en un recipiente cerrado., siempre que la masa y el volumen del gas no cambien.

De estos experimentos se puede concluir Conclusión general, Qué La presión del gas aumenta cuanto más a menudo y con más fuerza golpean las moléculas contra las paredes del recipiente. .

Para almacenar y transportar gases, se comprimen fuertemente. Al mismo tiempo, su presión aumenta, los gases deben encerrarse en cilindros especiales y muy duraderos. Estos cilindros, por ejemplo, contienen aire comprimido en submarinos, oxígeno utilizado en la soldadura de metales. Eso sí, siempre debemos recordar que las bombonas de gas no se pueden calentar, especialmente cuando están llenas de gas. Porque, como ya sabemos, puede producirse una explosión con consecuencias muy desagradables.

La ley de Pascal.

La presión se transmite a cada punto del líquido o gas.

La presión del pistón se transmite a cada punto del fluido que llena la bola.

Ahora gasolina.

A diferencia de los sólidos, las capas individuales y partículas finas Los líquidos y gases pueden moverse libremente entre sí en todas direcciones. Basta, por ejemplo, soplar ligeramente sobre la superficie del agua de un vaso para que el agua se mueva. En un río o lago, la más mínima brisa provoca la aparición de ondas.

La movilidad de las partículas gaseosas y líquidas explica que la presión ejercida sobre ellos se transmite no sólo en la dirección de la fuerza, sino a cada punto. Consideremos este fenómeno con más detalle.

En la imagen, A Representa un recipiente que contiene gas (o líquido). Las partículas se distribuyen uniformemente por todo el recipiente. El recipiente está cerrado por un pistón que puede moverse hacia arriba y hacia abajo.

Al aplicar algo de fuerza, obligaremos al pistón a moverse ligeramente hacia adentro y comprimiremos el gas (líquido) ubicado directamente debajo de él. Entonces las partículas (moléculas) se ubicarán en este lugar con mayor densidad que antes (Fig, b). Debido a la movilidad, las partículas de gas se moverán en todas direcciones. Como resultado, su disposición volverá a ser uniforme, pero más densa que antes (Fig. c). Por tanto, la presión del gas aumentará en todas partes. Esto significa que se transmite presión adicional a todas las partículas de gas o líquido. Entonces, si la presión sobre el gas (líquido) cerca del pistón aumenta en 1 Pa, entonces en todos los puntos adentro gas o líquido, la presión será mayor que antes en la misma cantidad. La presión sobre las paredes del recipiente, el fondo y el pistón aumentará en 1 Pa.

La presión ejercida sobre un líquido o gas se transmite a cualquier punto por igual en todas direcciones. .

Esta declaración se llama ley de pascal.

Basándose en la ley de Pascal, es fácil explicar los siguientes experimentos.

La imagen muestra una bola hueca con pequeños agujeros en varios lugares. A la bola se une un tubo en el que se inserta un pistón. Si llenas una bola con agua y empujas un pistón dentro del tubo, el agua saldrá por todos los agujeros de la bola. En este experimento, un pistón presiona la superficie del agua dentro de un tubo. Las partículas de agua ubicadas debajo del pistón, al compactarse, transfieren su presión a otras capas más profundas. Así, la presión del pistón se transmite a cada punto del fluido que llena la bola. Como resultado, parte del agua sale de la bola en forma de chorros idénticos que salen por todos los agujeros.

Si la bola está llena de humo, cuando se empuja el pistón dentro del tubo, comenzarán a salir corrientes iguales de humo de todos los agujeros de la bola. Esto confirma que Los gases transmiten la presión ejercida sobre ellos en todas direcciones por igual..

Presión en líquido y gas.

Bajo la influencia del peso del líquido, el fondo de goma del tubo se doblará.

Los líquidos, como todos los cuerpos de la Tierra, se ven afectados por la gravedad. Por tanto, cada capa de líquido vertida en un recipiente crea con su peso una presión que, según la ley de Pascal, se transmite en todas direcciones. Por tanto, hay presión dentro del líquido. Esto puede comprobarse por la experiencia.

Vierta agua en un tubo de vidrio, cuyo orificio inferior se cierra con una fina película de goma. Bajo la influencia del peso del líquido, el fondo del tubo se doblará.

La experiencia demuestra que cuanto más alta es la columna de agua por encima de la película de caucho, más se dobla. Pero cada vez que el fondo de goma se dobla, el agua en el tubo llega al equilibrio (se detiene), ya que, además de la fuerza de gravedad, la fuerza elástica de la película de goma estirada actúa sobre el agua.

Las fuerzas que actúan sobre la película de caucho son

son iguales en ambos lados.

Ilustración.

El fondo se aleja del cilindro debido a la presión de la gravedad sobre él.

El mismo experimento se puede realizar con un tubo en el que una película de goma cubre el orificio lateral, como se muestra en la figura a. Sumerjamos este tubo con agua en otro recipiente con agua, como se muestra en la figura, b. Notaremos que la película se volverá a enderezar en cuanto los niveles de agua en el tubo y en el recipiente se igualen. Esto significa que las fuerzas que actúan sobre la película de caucho son iguales en todos los lados.

Tomemos como ejemplo un recipiente cuyo fondo puede caerse. Pongámoslo en una jarra con agua. El fondo quedará apretado contra el borde del recipiente y no se caerá. Es presionado por la fuerza de la presión del agua dirigida de abajo hacia arriba.

Echaremos agua con cuidado en el recipiente y observaremos su fondo. Tan pronto como el nivel del agua en el recipiente coincida con el nivel del agua en la jarra, se caerá del recipiente.

En el momento de la separación, una columna de líquido en el recipiente presiona de arriba hacia abajo, y la presión de una columna de líquido de la misma altura, pero ubicada en el frasco, se transmite de abajo hacia arriba. Ambas presiones son iguales, pero el fondo se aleja del cilindro debido a la acción sobre él. propia fuerza gravedad.

Los experimentos con agua se describieron anteriormente, pero si toma cualquier otro líquido en lugar de agua, los resultados del experimento serán los mismos.

Entonces, los experimentos muestran que Hay presión dentro del líquido y, al mismo nivel, es igual en todas las direcciones. La presión aumenta con la profundidad..

Los gases no se diferencian de los líquidos en este sentido, porque también tienen peso. Pero debemos recordar que la densidad del gas es cientos de veces menor que la densidad del líquido. El peso del gas en el recipiente es pequeño y en muchos casos se puede ignorar su presión de “peso”.

Cálculo de la presión de un líquido sobre el fondo y las paredes de un recipiente.

Consideremos cómo se puede calcular la presión de un líquido en el fondo y las paredes de un recipiente. Primero resolvamos el problema de una vasija con forma de paralelepípedo rectangular.

Fuerza F, con el que el líquido vertido en este recipiente presiona su fondo, es igual al peso PAG líquido en el recipiente. El peso de un líquido se puede determinar conociendo su masa. metro. La masa, como sabes, se puede calcular mediante la fórmula: metro = ρ·V. El volumen de líquido vertido en el recipiente que hemos elegido es fácil de calcular. Si la altura de la columna de líquido en un recipiente se indica con la letra h, y el área del fondo del recipiente. S, Eso V = S h.

masa liquida metro = ρ·V, o metro = ρ S h .

El peso de este líquido. P = gramo metro, o P = gramo ρ S h.

Dado que el peso de una columna de líquido es igual a la fuerza con la que el líquido presiona el fondo del recipiente, entonces dividiendo el peso PAG a la plaza S, obtenemos la presión del fluido. pag:

p = P/S, o p = g·ρ·S·h/S,

Hemos obtenido una fórmula para calcular la presión del líquido en el fondo del recipiente. De esta fórmula queda claro que La presión del líquido en el fondo del recipiente depende únicamente de la densidad y la altura de la columna de líquido..

Por lo tanto, utilizando la fórmula derivada, se puede calcular la presión del líquido vertido en el recipiente. cualquier forma(Estrictamente hablando, nuestro cálculo sólo es adecuado para recipientes que tienen la forma de un prisma recto y un cilindro. En los cursos de física del instituto se demostró que la fórmula también es válida para un recipiente forma libre). Además, se puede utilizar para calcular la presión sobre las paredes del recipiente. La presión dentro del líquido, incluida la presión de abajo hacia arriba, también se calcula mediante esta fórmula, ya que la presión a la misma profundidad es la misma en todas las direcciones.

Al calcular la presión usando la fórmula p = gρh necesitas densidad ρ expresar en kilogramos por metro cúbico(kg/m 3), y la altura de la columna de líquido h- en metros (m), gramo= 9,8 N/kg, entonces la presión se expresará en pascales (Pa).

Ejemplo. Determine la presión del aceite en el fondo del tanque si la altura de la columna de aceite es de 10 m y su densidad es de 800 kg/m3.

Anotemos la condición del problema y anótelo.

Dado :

ρ = 800 kg/m 3

Solución :

p = 9,8 N/kg · 800 kg/m 3 · 10 m ≈ 80.000 Pa ≈ 80 kPa.

Respuesta : p ≈ 80 kPa.

Vasos comunicantes.

La figura muestra dos recipientes conectados entre sí por un tubo de goma. Estos vasos se llaman comunicado. Una regadera, una tetera y una cafetera son ejemplos de vasos comunicantes. Por experiencia sabemos que el agua vertida, por ejemplo, en una regadera, siempre está al mismo nivel en el caño y en el interior.

A menudo nos encontramos con vasos comunicantes. Por ejemplo, podría ser una tetera, una regadera o una cafetera.

Las superficies de un líquido homogéneo se instalan al mismo nivel en vasos comunicantes de cualquier forma.

Líquidos de diferentes densidades.

El siguiente experimento sencillo se puede realizar con vasos comunicantes. Al comienzo del experimento, sujetamos el tubo de goma por la mitad y vertimos agua en uno de los tubos. Luego abrimos la abrazadera y el agua fluye instantáneamente hacia el otro tubo hasta que las superficies del agua en ambos tubos estén al mismo nivel. Puede montar uno de los teléfonos en un trípode y subir, bajar o inclinar el otro lados diferentes. Y en este caso, en cuanto el líquido se calme, se igualarán sus niveles en ambos tubos.

En vasos comunicantes de cualquier forma y sección transversal, las superficies de un líquido homogéneo se instalan al mismo nivel.(siempre que la presión del aire sobre el líquido sea la misma) (Fig. 109).

Esto se puede justificar de la siguiente manera. El líquido está en reposo sin pasar de un recipiente a otro. Esto significa que la presión en ambos recipientes en cualquier nivel es la misma. El líquido en ambos recipientes es el mismo, es decir, tiene la misma densidad. Por tanto, sus alturas deben ser las mismas. Cuando levantamos un recipiente o le agregamos líquido, la presión en él aumenta y el líquido pasa a otro recipiente hasta que las presiones se equilibran.

Si se vierte un líquido de una densidad en uno de los vasos comunicantes y un líquido de otra densidad en el segundo, en el equilibrio los niveles de estos líquidos no serán los mismos. Y esto es comprensible. Sabemos que la presión del líquido en el fondo del recipiente es directamente proporcional a la altura de la columna y a la densidad del líquido. Y en este caso, las densidades de los líquidos serán diferentes.

Si las presiones son iguales, la altura de una columna de líquido con mayor densidad será menor que la altura de una columna de líquido con menor densidad (Fig.).

Experiencia. Cómo determinar la masa de aire.

Peso del aire. Presión atmosférica.

La existencia de presión atmosférica.

Presión atmosférica mayor que la presión del aire enrarecido en el recipiente.

El aire, como cualquier cuerpo en la Tierra, se ve afectado por la gravedad y, por tanto, tiene peso. El peso del aire es fácil de calcular si conoces su masa.

Te mostraremos experimentalmente cómo calcular la masa de aire. Para hacer esto, debe tomar una bola de vidrio duradera con un tapón y un tubo de goma con una abrazadera. Bombeemos el aire, sujetemos el tubo con una abrazadera y lo equilibremos en la balanza. Luego, abriendo la abrazadera del tubo de goma, deje entrar aire. Esto alterará el equilibrio de la balanza. Para restaurarlo, tendrás que poner pesas en el otro plato de la balanza, cuya masa será igual a la masa de aire en el volumen de la bola.

Los experimentos han demostrado que a una temperatura de 0 °C y presión atmosférica normal, una masa de aire con un volumen de 1 m 3 es igual a 1,29 kg. El peso de este aire es fácil de calcular:

P = g m, P = 9,8 N/kg 1,29 kg ≈ 13 N.

caparazón de aire, rodeando la tierra, llamado atmósfera (del griego atmósfera- vapor, aire y esfera- pelota).

Atmósfera mostrada por las observaciones de vuelo. satélites artificiales La Tierra se extiende a una altura de varios miles de kilómetros.

Debido a la gravedad, las capas superiores de la atmósfera, como el agua del océano, comprimen las capas inferiores. La capa de aire adyacente directamente a la Tierra es la que más se comprime y, según la ley de Pascal, transmite la presión ejercida sobre ella en todas direcciones.

Como resultado superficie de la Tierra y los cuerpos ubicados en él experimentan la presión de todo el espesor del aire o, como se suele decir en tales casos, experimentan Presión atmosférica .

La existencia de presión atmosférica puede explicar muchos fenómenos que encontramos en la vida. Veamos algunos de ellos.

La figura muestra un tubo de vidrio, dentro del cual hay un pistón que se ajusta firmemente a las paredes del tubo. El extremo del tubo se sumerge en el agua. Si levantas el pistón, el agua subirá detrás de él.

Este fenómeno se utiliza en bombas de agua y algunos otros dispositivos.

La figura muestra un recipiente cilíndrico. Se cierra con un tapón en el que se inserta un tubo con grifo. El aire se bombea fuera del recipiente mediante una bomba. Luego se coloca el extremo del tubo en agua. Si ahora abres el grifo, el agua se derramará como una fuente en el interior del recipiente. El agua ingresa al recipiente porque la presión atmosférica es mayor que la presión del aire enrarecido en el recipiente.

por que existe envoltura de aire Tierra.

Como todos los cuerpos, las moléculas de gas que forman la envoltura de aire de la Tierra son atraídas por la Tierra.

Pero ¿por qué entonces no caen todos a la superficie de la Tierra? ¿Cómo se preserva la envoltura de aire de la Tierra y su atmósfera? Para entender esto, debemos tener en cuenta que las moléculas de los gases se encuentran en movimiento continuo y aleatorio. Pero entonces surge otra pregunta: ¿por qué estas moléculas no vuelan al espacio exterior, es decir, al espacio?

Para abandonar completamente la Tierra, una molécula, como astronave o un cohete, debe tener una velocidad muy alta (al menos 11,2 km/s). Este es el llamado segunda velocidad de escape. La velocidad de la mayoría de las moléculas en la capa de aire de la Tierra es significativamente menor que esto. velocidad de escape. Por lo tanto, la mayoría de ellas están unidas a la Tierra por la gravedad, solo una cantidad insignificante de moléculas vuelan más allá de la Tierra hacia el espacio.

El movimiento aleatorio de las moléculas y el efecto de la gravedad sobre ellas dan como resultado que las moléculas de gas "floten" en el espacio cerca de la Tierra, formando una envoltura de aire o la atmósfera que conocemos.

Las mediciones muestran que la densidad del aire disminuye rápidamente con la altitud. Entonces, a una altitud de 5,5 km sobre la Tierra, la densidad del aire es 2 veces menor que su densidad en la superficie de la Tierra, a una altitud de 11 km, 4 veces menor, etc. Cuanto más alto es, más raro es el aire. Y finalmente, en las capas superiores (cientos y miles de kilómetros sobre la Tierra), la atmósfera se convierte gradualmente en espacio sin aire. La envoltura de aire de la Tierra no tiene un límite claro.

Estrictamente hablando, debido a la acción de la gravedad, la densidad del gas en cualquier recipiente cerrado no es la misma en todo el volumen del recipiente. En el fondo del recipiente la densidad del gas es mayor que en sus partes superiores, por lo que la presión en el recipiente no es la misma. Es más grande en el fondo del recipiente que en la parte superior. Sin embargo, para un gas contenido en un recipiente, esta diferencia de densidad y presión es tan pequeña que en muchos casos puede ignorarse por completo, simplemente conocerla. Pero para una atmósfera que se extiende a lo largo de varios miles de kilómetros, esta diferencia es significativa.

Medición de la presión atmosférica. La experiencia de Torricelli.

Es imposible calcular la presión atmosférica utilizando la fórmula para calcular la presión de una columna de líquido (§ 38). Para realizar dicho cálculo, es necesario conocer la altura de la atmósfera y la densidad del aire. Pero la atmósfera no tiene un límite definido y la densidad del aire en diferentes altitudes es diferente. Sin embargo, la presión atmosférica se puede medir mediante un experimento propuesto en el siglo XVII por un científico italiano. Evangelista Torricelli , alumno de Galileo.

El experimento de Torricelli consiste en lo siguiente: un tubo de vidrio de aproximadamente 1 m de largo, sellado por un extremo, se llena con mercurio. Luego, cerrando herméticamente el segundo extremo del tubo, se le da la vuelta y se baja a una taza con mercurio, donde este extremo del tubo se abre por debajo del nivel de mercurio. Como en cualquier experimento con líquido, parte del mercurio se vierte en la taza y otra parte permanece en el tubo. La altura de la columna de mercurio que queda en el tubo es de aproximadamente 760 mm. No hay aire encima del mercurio dentro del tubo, hay un espacio sin aire, por lo que ningún gas ejerce presión desde arriba sobre la columna de mercurio dentro de este tubo y no afecta las mediciones.

Torricelli, quien propuso el experimento descrito anteriormente, también dio su explicación. La atmósfera presiona la superficie del mercurio en la taza. Mercurio está en equilibrio. Esto significa que la presión en el tubo está al nivel ah 1 (ver figura) es igual a la presión atmosférica. Cuando cambia la presión atmosférica, también cambia la altura de la columna de mercurio en el tubo. A medida que aumenta la presión, la columna se alarga. A medida que disminuye la presión, la columna de mercurio disminuye su altura.

La presión en el tubo en el nivel aa1 se crea por el peso de la columna de mercurio en el tubo, ya que no hay aire por encima del mercurio en la parte superior del tubo. Resulta que La presión atmosférica es igual a la presión de la columna de mercurio en el tubo. , es decir.

pag cajero automático = pag mercurio

Cuanto mayor es la presión atmosférica, mayor es la columna de mercurio en el experimento de Torricelli. Por tanto, en la práctica, la presión atmosférica se puede medir por la altura de la columna de mercurio (en milímetros o centímetros). Si, por ejemplo, la presión atmosférica es de 780 mm Hg. Arte. (dicen “milímetros de mercurio”), esto significa que el aire produce la misma presión que una columna vertical de mercurio de 780 mm de altura.

Por tanto, en este caso, la unidad de medida de la presión atmosférica es 1 milímetro de mercurio (1 mm Hg). Encontremos la relación entre esta unidad y la unidad que conocemos: pascal(Pensilvania).

La presión de una columna de mercurio ρ de mercurio con una altura de 1 mm es igual a:

pag = g·ρ·h, pag= 9,8 N/kg · 13.600 kg/m 3 · 0,001 m ≈ 133,3 Pa.

Entonces, 1 mmHg. Arte. = 133,3Pa.

Actualmente, la presión atmosférica se suele medir en hectopascales (1 hPa = 100 Pa). Por ejemplo, los informes meteorológicos pueden anunciar que la presión es de 1013 hPa, lo que equivale a 760 mmHg. Arte.

Al observar todos los días la altura de la columna de mercurio en el tubo, Torricelli descubrió que esta altura cambia, es decir, la presión atmosférica no es constante, puede aumentar y disminuir. Torricelli también señaló que la presión atmosférica está asociada con cambios en el clima.

Si conectas una escala vertical al tubo de mercurio usado en el experimento de Torricelli, obtienes el dispositivo más simple: barómetro de mercurio (del griego baros- pesadez, metro- Yo mido). Se utiliza para medir la presión atmosférica.

Barómetro - aneroide.

En la práctica, para medir la presión atmosférica se utiliza un barómetro metálico llamado barómetro metálico. aneroide (traducido del griego - aneroide). Así se llama un barómetro porque no contiene mercurio.

La apariencia del aneroide se muestra en la figura. parte principal es una caja de metal 1 con una superficie ondulada (corrugada) (ver otra figura). El aire ha sido bombeado fuera de esta caja, y para evitar que la presión atmosférica aplaste la caja, su tapa 2 es tirada hacia arriba por un resorte. A medida que aumenta la presión atmosférica, la tapa se dobla y aprieta el resorte. A medida que la presión disminuye, el resorte endereza la tapa. Una flecha 4 está unida al resorte mediante un mecanismo de transmisión 3, que se mueve hacia la derecha o hacia la izquierda cuando cambia la presión. Debajo de la flecha hay una escala, cuyas divisiones están marcadas según las lecturas del barómetro de mercurio. Así, el número 750, contra el cual se encuentra la flecha aneroide (ver figura), muestra que en este momento En un barómetro de mercurio, la altura de la columna de mercurio es de 750 mm.

Por tanto, la presión atmosférica es de 750 mmHg. Arte. o ≈ 1000 hPa.

El valor de la presión atmosférica es muy importante para predecir el tiempo de los próximos días, ya que los cambios en la presión atmosférica están asociados a cambios en el tiempo. Barómetro - dispositivo necesario para observaciones meteorológicas.

Presión atmosférica a diferentes altitudes.

En un líquido, la presión, como sabemos, depende de la densidad del líquido y de la altura de su columna. Debido a la baja compresibilidad, la densidad del líquido a diferentes profundidades es casi la misma. Por lo tanto, al calcular la presión, consideramos constante su densidad y solo tenemos en cuenta el cambio de altura.

La situación con los gases es más complicada. Los gases son altamente compresibles. Y cuanto más se comprime un gas, mayor es su densidad y mayor la presión que produce. Después de todo, la presión del gas se crea por el impacto de sus moléculas en la superficie del cuerpo.

Las capas de aire cercanas a la superficie de la Tierra están comprimidas por todas las capas de aire situadas encima de ellas. Pero cuanto más alta está la capa de aire de la superficie, más débilmente se comprime y menor es su densidad. Por tanto, menos presión produce. Si, por ejemplo, globo se eleva sobre la superficie de la Tierra, la presión del aire sobre la pelota disminuye. Esto sucede no sólo porque la altura de la columna de aire sobre ella disminuye, sino también porque la densidad del aire disminuye. Es más pequeño arriba que abajo. Por tanto, la dependencia de la presión del aire de la altitud es más compleja que la de los líquidos.

Las observaciones muestran que la presión atmosférica en zonas al nivel del mar es en promedio de 760 mm Hg. Arte.

La presión atmosférica igual a la presión de una columna de mercurio de 760 mm de altura a una temperatura de 0 ° C se llama presión atmosférica normal..

Presión atmosférica normal equivale a 101.300 Pa = 1013 hPa.

Cómo más altura sobre el nivel del mar, menor es la presión.

En subidas pequeñas, en promedio, por cada 12 m de subida, la presión disminuye 1 mmHg. Arte. (o por 1,33 hPa).

Conociendo la dependencia de la presión de la altitud, es posible determinar la altitud sobre el nivel del mar cambiando las lecturas del barómetro. Los aneroides que tienen una escala mediante la cual se puede medir directamente la altura sobre el nivel del mar se llaman altímetros . Se utilizan en aviación y montañismo.

Manómetros.

Ya sabemos que los barómetros se utilizan para medir la presión atmosférica. Para medir presiones mayores o menores que la presión atmosférica, se utiliza manómetros (del griego manos- raro, suelto, metro- Yo mido). Hay manómetros líquido Y metal.

Veamos primero el dispositivo y la acción. manómetro de líquido abierto. Consiste en un tubo de vidrio de dos patas en el que se vierte un poco de líquido. El líquido se instala en ambos codos al mismo nivel, ya que en su superficie en los codos del recipiente solo actúa la presión atmosférica.

Para entender cómo funciona un manómetro de este tipo, se puede conectar mediante un tubo de goma a una caja plana redonda, uno de cuyos lados está cubierto con una película de goma. Si presiona la película con el dedo, el nivel del líquido en el codo del manómetro conectado a la caja disminuirá y en el otro codo aumentará. ¿Qué explica esto?

Al presionar la película, aumenta la presión del aire en la caja. Según la ley de Pascal, este aumento de presión también se transmite al fluido en el codo del manómetro conectado a la caja. Por tanto, la presión sobre el fluido en este codo será mayor que en el otro, donde sólo actúa sobre el fluido la presión atmosférica. Bajo la fuerza de este exceso de presión, el líquido comenzará a moverse. En el codo con aire comprimido el líquido bajará, en el otro subirá. El fluido llegará al equilibrio (se detendrá) cuando el exceso de presión del aire comprimido se equilibre con la presión producida por el exceso de columna de líquido en la otra pata del manómetro.

Cuanto más fuerte presione la película, mayor será el exceso de columna de líquido y mayor será su presión. Por eso, el cambio de presión se puede juzgar por la altura de este exceso de columna.

La figura muestra cómo un manómetro de este tipo puede medir la presión dentro de un líquido. Cuanto más profundamente se sumerge el tubo en el líquido, mayor será la diferencia en las alturas de las columnas de líquido en los codos del manómetro., por lo tanto, y El fluido genera más presión..

Si instala la caja del dispositivo a cierta profundidad dentro del líquido y la gira con la película hacia arriba, hacia los lados y hacia abajo, las lecturas del manómetro no cambiarán. Así debe ser, porque Al mismo nivel dentro de un líquido, la presión es igual en todas direcciones..

La imagen muestra manómetro metálico . La parte principal de dicho manómetro es un tubo de metal doblado en forma de tubería. 1 , uno de cuyos extremos está cerrado. El otro extremo del tubo usando un grifo. 4 se comunica con el recipiente en el que se mide la presión. A medida que aumenta la presión, el tubo se endereza. Movimiento de su extremo cerrado mediante una palanca. 5 y dientes 3 transmitido a la flecha 2 , moviéndose cerca de la escala del instrumento. Cuando la presión disminuye, el tubo, debido a su elasticidad, vuelve a su posición anterior y la flecha vuelve a la división cero de la escala.

Bomba de líquido de pistón.

En el experimento que hemos considerado anteriormente (§ 40), se estableció que el agua en el tubo de vidrio, bajo la influencia de la presión atmosférica, se elevaba detrás del pistón. En esto se basa la acción. pistón zapatillas

La bomba se muestra esquemáticamente en la figura. Consiste en un cilindro, dentro del cual un pistón se mueve hacia arriba y hacia abajo, estrechamente adyacente a las paredes del recipiente. 1 . Las válvulas están instaladas en la parte inferior del cilindro y en el propio pistón. 2 , abriéndose sólo hacia arriba. Cuando el pistón se mueve hacia arriba, el agua bajo la influencia de la presión atmosférica ingresa a la tubería, levanta la válvula inferior y se mueve detrás del pistón.

A medida que el pistón se mueve hacia abajo, el agua debajo del pistón presiona la válvula inferior y se cierra. Al mismo tiempo, bajo la presión del agua, se abre una válvula dentro del pistón y el agua fluye hacia el espacio sobre el pistón. En próximo movimiento A medida que el pistón se mueve hacia arriba, el agua que está encima también sube y se vierte en el tubo de salida. Al mismo tiempo, detrás del pistón sube una nueva porción de agua que, cuando posteriormente se baje el pistón, aparecerá encima de él, y todo este procedimiento se repite una y otra vez mientras la bomba está en funcionamiento.

Prensa hidráulica.

La ley de Pascal explica la acción. maquina hidraulica (del griego hidráulica- agua). Son máquinas cuyo funcionamiento se basa en las leyes del movimiento y equilibrio de los fluidos.

La parte principal de una máquina hidráulica son dos cilindros de diferentes diámetros, equipados con pistones y un tubo de conexión. El espacio debajo de los pistones y el tubo se llena de líquido (normalmente aceite mineral). Las alturas de las columnas de líquido en ambos cilindros son las mismas siempre que no actúen fuerzas sobre los pistones.

Supongamos ahora que las fuerzas F 1 y F 2 - fuerzas que actúan sobre los pistones, S 1 y S 2 - zonas del pistón. La presión debajo del primer pistón (pequeño) es igual a pag 1 = F 1 / S 1, y debajo del segundo (grande) pag 2 = F 2 / S 2. Según la ley de Pascal, un fluido en reposo transmite igualmente presión en todas direcciones, es decir, pag 1 = pag 2 o F 1 / S 1 = F 2 / S 2, de:

F 2 / F 1 = S 2 / S 1 .

Por lo tanto, la fuerza F 2 tantas veces más poder F 1 , ¿Cuántas veces es mayor el área del pistón grande que el área del pistón pequeño?. Por ejemplo, si el área del pistón grande es de 500 cm2, y el pequeño es de 5 cm2, y sobre el pistón pequeño actúa una fuerza de 100 N, entonces se aplicará una fuerza 100 veces mayor, es decir, 10.000 N. actúa sobre el pistón más grande.

Así, con la ayuda de una máquina hidráulica, es posible equilibrar una fuerza mayor con una fuerza pequeña.

Actitud F 1 / F 2 muestra la ganancia de fuerza. Por ejemplo, en el ejemplo dado, la ganancia de fuerza es 10.000 N / 100 N = 100.

Una máquina hidráulica utilizada para presionar (exprimir) se llama prensa hidráulica .

Las prensas hidráulicas se utilizan donde se requiere mayor fuerza. Por ejemplo, para exprimir aceite de semillas en almazaras, para prensar madera contrachapada, cartón, heno. En las plantas metalúrgicas, las prensas hidráulicas se utilizan para fabricar ejes de máquinas de acero, ruedas de ferrocarril y muchos otros productos. Las prensas hidráulicas modernas pueden desarrollar fuerzas de decenas y cientos de millones de Newton.

En la figura se muestra esquemáticamente la estructura de una prensa hidráulica. El cuerpo prensado 1 (A) se coloca sobre una plataforma conectada al pistón grande 2 (B). Con la ayuda de un pequeño pistón 3 (D), se crea una alta presión sobre el líquido. Esta presión se transmite a cada punto del fluido que llena los cilindros. Por lo tanto, la misma presión actúa sobre el segundo pistón, más grande. Pero como el área del segundo pistón (grande) es mayor que el área del pequeño, la fuerza que actúa sobre él será mayor que la fuerza que actúa sobre el pistón 3 (D). Bajo la influencia de esta fuerza, el pistón 2 (B) se elevará. Cuando el pistón 2 (B) sube, el cuerpo (A) descansa contra la plataforma superior estacionaria y se comprime. El manómetro 4 (M) mide la presión del fluido. La válvula de seguridad 5 (P) se abre automáticamente cuando la presión del fluido excede el valor permitido.

Desde un pequeño cilindro hasta líquido grande bombeado mediante movimientos repetidos del pistón pequeño 3 (D). Esto se hace de la siguiente manera. Cuando el pistón pequeño (D) sube, la válvula 6 (K) se abre y el líquido ingresa al espacio debajo del pistón. Cuando el pistón pequeño desciende bajo la influencia de la presión del líquido, la válvula 6 (K) se cierra y la válvula 7 (K") se abre y el líquido fluye hacia el recipiente grande.

El efecto del agua y el gas sobre un cuerpo sumergido en ellos.

Bajo el agua podemos levantar fácilmente una piedra que es difícil de levantar en el aire. Si pones un corcho bajo el agua y lo sueltas de tus manos, flotará. ¿Cómo se pueden explicar estos fenómenos?

Sabemos (§ 38) que el líquido presiona el fondo y las paredes del recipiente. Y si se coloca algún cuerpo sólido dentro del líquido, también estará sujeto a presión, al igual que las paredes del recipiente.

Consideremos las fuerzas que actúan desde el líquido sobre un cuerpo sumergido en él. Para facilitar el razonamiento, elijamos un cuerpo que tenga forma de paralelepípedo con bases paralelas a la superficie del líquido (Fig.). Fuerzas que actúan sobre caras laterales Los cuerpos son iguales en pares y se equilibran entre sí. Bajo la influencia de estas fuerzas, el cuerpo se contrae. Pero las fuerzas que actúan sobre los bordes superior e inferior del cuerpo no son las mismas. El borde superior se presiona con fuerza desde arriba. F 1 columna de líquido alto h 1 . Al nivel del borde inferior, la presión produce una columna de líquido con una altura h 2. Esta presión, como sabemos (§ 37), se transmite dentro del líquido en todas direcciones. Por lo tanto, en borde inferior cuerpo de abajo hacia arriba con fuerza F 2 presiona una columna de líquido alto h 2. Pero h 2 más h 1, por lo tanto, el módulo de fuerza F 2 módulos de potencia más F 1 . Por lo tanto, el cuerpo es expulsado del líquido con fuerza. F Eres t, igual diferencia fortaleza F 2 - F 1, es decir

Pero S·h = V, donde V es el volumen del paralelepípedo, y ρ f ·V = m f es la masa de líquido en el volumen del paralelepípedo. Por eso,

F fuera = g m w = P w,

es decir. La fuerza de flotación es igual al peso del líquido en el volumen del cuerpo sumergido en él.(la fuerza de flotación es igual al peso del líquido del mismo volumen que el volumen del cuerpo sumergido en él).

La existencia de una fuerza que empuja un cuerpo fuera de un líquido es fácil de detectar experimentalmente.

en la imagen A Muestra un cuerpo suspendido de un resorte con una flecha en el extremo. La flecha marca la tensión del resorte del trípode. Cuando el cuerpo se suelta en el agua, el resorte se contrae (Fig. b). La misma contracción del resorte se obtendrá si actúas sobre el cuerpo de abajo hacia arriba con algo de fuerza, por ejemplo, presionando con la mano (levantar).

Por tanto, la experiencia confirma que sobre un cuerpo en un líquido actúa una fuerza que lo empuja fuera del líquido.

Como sabemos, la ley de Pascal también se aplica a los gases. Es por eso Los cuerpos en el gas están sujetos a una fuerza que los empuja fuera del gas.. Bajo la influencia de esta fuerza, los globos se elevan. La existencia de una fuerza que empuja un cuerpo fuera del gas también se puede observar experimentalmente.

Del platillo de báscula acortado colgamos una bola de vidrio o un matraz grande cerrado con un tapón. La balanza está equilibrada. Luego se coloca un recipiente ancho debajo del matraz (o bola) de modo que rodee todo el matraz. El recipiente está lleno de dióxido de carbono, cuya densidad es más densidad aire (por lo tanto dióxido de carbono cae y llena el recipiente, desplazando el aire del mismo). En este caso, se altera el equilibrio de la balanza. El vaso con el matraz suspendido se eleva (Fig.). Un matraz sumergido en dióxido de carbono experimenta una fuerza de flotación mayor que la fuerza que actúa sobre él en el aire.

La fuerza que empuja un cuerpo fuera de un líquido o gas tiene dirección opuesta a la fuerza de gravedad aplicada a este cuerpo..

Por tanto, prolkosmos). Precisamente por eso en el agua a veces levantamos fácilmente cuerpos que nos cuesta mantener en el aire.

Del resorte se suspenden un pequeño cubo y un cuerpo cilíndrico (Fig. a). Una flecha en el trípode marca el tramo del resorte. Muestra el peso del cuerpo en el aire. Una vez levantado el cuerpo, se coloca debajo un recipiente de fundición lleno de líquido hasta el nivel del tubo de fundición. Después de lo cual el cuerpo se sumerge completamente en el líquido (Fig., b). Donde Se vierte parte del líquido, cuyo volumen es igual al volumen del cuerpo. del recipiente de vertido al vaso. El resorte se contrae y la aguja del resorte se eleva, lo que indica una disminución del peso corporal en el líquido. EN en este caso Además de la gravedad, otra fuerza actúa sobre el cuerpo, empujándolo fuera del líquido. Si se vierte líquido de un vaso en el cubo superior (es decir, el líquido que fue desplazado por el cuerpo), el puntero del resorte volverá a su posición. posición inicial(Figura, c).

A partir de esta experiencia se puede concluir que La fuerza que empuja hacia afuera un cuerpo completamente sumergido en un líquido es igual al peso del líquido en el volumen de este cuerpo. . Recibimos la misma conclusión en el § 48.

Si experiencia similar hecho a un cuerpo sumergido en algún gas, mostraría que La fuerza que empuja un cuerpo fuera de un gas también es igual al peso del gas tomado en el volumen del cuerpo. .

La fuerza que empuja un cuerpo fuera de un líquido o gas se llama fuerza de Arquímedes , en honor al científico Arquímedes , quien fue el primero en señalar su existencia y calcular su valor.

Entonces, la experiencia ha confirmado que la fuerza de Arquímedes (o flotación) es igual al peso del líquido en el volumen del cuerpo, es decir F Una = PAG f = g m y. La masa de líquido mf desplazada por un cuerpo se puede expresar a través de su densidad ρf y el volumen del cuerpo Vt sumergido en el líquido (ya que Vf - el volumen de líquido desplazado por el cuerpo es igual a Vt - el volumen del cuerpo sumergido en el líquido), es decir, m f = ρ f ·V t. Entonces obtenemos:

F A= gramo·ρ y · V t

En consecuencia, la fuerza de Arquímedes depende de la densidad del líquido en el que está sumergido el cuerpo y del volumen de este cuerpo. Pero no depende, por ejemplo, de la densidad de la sustancia del cuerpo sumergido en el líquido, ya que esta cantidad no está incluida en la fórmula resultante.

Determinemos ahora el peso de un cuerpo sumergido en un líquido (o gas). Dado que las dos fuerzas que actúan sobre el cuerpo en este caso están dirigidas en lados opuestos(la gravedad disminuye y la fuerza de Arquímedes aumenta), entonces el peso del cuerpo en el líquido P 1 será menos peso cuerpos en el vacio P = gramo metro sobre la fuerza de Arquímedes F Una = g m w (donde metro g - masa de líquido o gas desplazada por el cuerpo).

De este modo, Si un cuerpo se sumerge en un líquido o gas, entonces pierde tanto peso como pesa el líquido o gas que desplazó..

Ejemplo. Determine la fuerza de flotación que actúa sobre una piedra con un volumen de 1,6 m 3 en agua de mar.

Anotemos las condiciones del problema y resolvámoslo.

Cuando el cuerpo flotante alcanza la superficie del líquido, con su mayor movimiento hacia arriba, la fuerza de Arquímedes disminuirá. ¿Por qué? Sino porque el volumen de la parte del cuerpo sumergida en el líquido disminuirá, y la fuerza de Arquímedes es igual al peso del líquido en el volumen de la parte del cuerpo sumergida en él.

Cuando la fuerza de Arquímedes se vuelve igual a la fuerza de gravedad, el cuerpo se detendrá y flotará sobre la superficie del líquido, parcialmente sumergido en él.

La conclusión resultante puede verificarse fácilmente experimentalmente.

Vierta agua en el recipiente de drenaje hasta el nivel del tubo de drenaje. Tras esto, sumergiremos el cuerpo flotante en la embarcación, habiéndolo pesado previamente en el aire. Al descender al agua, un cuerpo desplaza un volumen de agua igual al volumen de la parte del cuerpo sumergida en él. Pesando esta agua, encontramos que su peso (fuerza de Arquímedes) es igual a la fuerza de gravedad que actúa sobre un cuerpo flotante, o al peso de este cuerpo en el aire.

Habiendo realizado los mismos experimentos con otros cuerpos que flotan en diferentes líquidos: agua, alcohol, solución salina, puede estar seguro de que Si un cuerpo flota en un líquido, entonces el peso del líquido desplazado por él. igual al peso este cuerpo en el aire.

Es fácil demostrar que si la densidad de un sólido sólido es mayor que la densidad de un líquido, entonces el cuerpo se hunde en dicho líquido. Un cuerpo con menor densidad flota en este líquido.. Un trozo de hierro, por ejemplo, se hunde en el agua pero flota en el mercurio. Un cuerpo cuya densidad es igual a la densidad del líquido permanece en equilibrio dentro del líquido.

El hielo flota en la superficie del agua porque su densidad es menor que la densidad del agua.

Cuanto menor es la densidad del cuerpo en comparación con la densidad del líquido, menos parte del cuerpo está sumergida en el líquido. .

En densidades iguales Cuerpos y líquidos Un cuerpo flota dentro de un líquido a cualquier profundidad.

En un recipiente se colocan dos líquidos inmiscibles, por ejemplo agua y queroseno, según sus densidades: en la parte inferior del recipiente, el agua más densa (ρ = 1000 kg/m3), en la parte superior, el queroseno más ligero (ρ = 800 kg /m3).

Densidad media de organismos vivos que habitan. ambiente acuático, difiere poco de la densidad del agua, por lo que su peso está casi completamente equilibrado por la fuerza de Arquímedes. Gracias a esto, los animales acuáticos no necesitan esqueletos tan fuertes y masivos como los terrestres. Por la misma razón, los troncos de las plantas acuáticas son elásticos.

La vejiga natatoria de un pez cambia fácilmente de volumen. Cuando un pez, con la ayuda de sus músculos, desciende a una mayor profundidad y la presión del agua sobre él aumenta, la burbuja se contrae, el volumen del cuerpo del pez disminuye y no es empujado hacia arriba, sino que flota en las profundidades. Así, los peces pueden dentro de ciertos límites ajusta la profundidad de tu inmersión. Las ballenas regulan la profundidad de su inmersión disminuyendo y aumentando su capacidad pulmonar.

Navegación de barcos.

Los barcos que navegan por ríos, lagos, mares y océanos se construyen con diferentes materiales Con diferentes densidades. El casco de los barcos suele estar fabricado con chapas de acero. Todas las fijaciones internas que dan resistencia a los barcos también están hechas de metales. Utilizado para construir barcos. varios materiales, teniendo densidades tanto mayores como menores en comparación con el agua.

¿Cómo flotan, embarcan y transportan grandes cargas los barcos?

Un experimento con un cuerpo flotante (§ 50) demostró que el cuerpo desplaza tanta agua con su parte submarina que el peso de esta agua es igual al peso del cuerpo en el aire. Esto también es válido para cualquier embarcación.

El peso del agua desplazada por la parte submarina del buque es igual al peso del buque con la carga en el aire o la fuerza de gravedad que actúa sobre el buque con la carga..

La profundidad a la que se sumerge un barco en el agua se llama borrador . El calado máximo permitido está marcado en el casco del barco con una línea roja llamada línea del agua (del holandés. agua- agua).

El peso del agua desplazada por un barco cuando se sumerge hasta la línea de flotación es igual a la fuerza La gravedad que actúa sobre un barco con carga se llama desplazamiento del barco..

Actualmente, para el transporte de petróleo se están construyendo barcos con un desplazamiento de 5.000.000 kN (5 × 10 6 kN) o más, es decir, que tengan una masa de 500.000 toneladas (5 × 10 5 t) o más junto con la carga.

Si restamos el peso del propio buque del desplazamiento, obtenemos la capacidad de carga de este buque. La capacidad de carga muestra el peso de la carga transportada por el barco.

La construcción naval existía en Antiguo Egipto, en Fenicia (se cree que los fenicios fueron uno de los mejores constructores navales), la antigua China.

En Rusia, la construcción naval se originó a finales de los siglos XVII y XVIII. Se construyeron principalmente buques de guerra, pero fue en Rusia donde se construyeron los primeros rompehielos y barcos con motor. Combustión interna, rompehielos nuclear "Arktika".

Aeronáutica.

Dibujo que describe el globo de los hermanos Montgolfier de 1783: “Vista y dimensiones exactas del Globo Tierra"quien fue el primero." 1786

Desde la antigüedad, la gente ha soñado con poder volar por encima de las nubes, nadar en aire océano mientras navegaban por el mar. para aeronáutica

Al principio, utilizaron globos llenos de aire caliente, hidrógeno o helio.

Para que un globo se eleve en el aire es necesario que la fuerza de Arquímedes (flotabilidad) F A actuaba sobre la pelota era mayor que la fuerza de gravedad F pesado, es decir F Un > F pesado

A medida que la pelota se eleva, la fuerza de Arquímedes que actúa sobre ella disminuye ( F Una = gρV), ya que la densidad capas superiores atmósfera es menor que la de la superficie de la Tierra. Para elevarse más, se deja caer un lastre especial (peso) de la pelota y esto la aligera. Finalmente, la bola alcanza su altura máxima de elevación. Para liberar la bola de su caparazón, se libera una parte del gas mediante una válvula especial.

En dirección horizontal, un globo se mueve sólo bajo la influencia del viento, por eso se llama globo (del griego aire- aire, estado- de pie). No hace mucho, se utilizaban globos enormes para estudiar las capas superiores de la atmósfera y la estratosfera. globos estratosféricos .

Antes de aprender a construir aviones grandes para el transporte aéreo de pasajeros y carga se utilizaron globos controlados - dirigibles. Tienen una forma alargada; debajo del cuerpo está suspendida una góndola con un motor que acciona la hélice.

El globo no sólo se eleva por sí solo, sino que también puede levantar parte de la carga: la cabina, personas, instrumentos. Por tanto, para saber qué tipo de carga puede levantar un globo, es necesario determinarla. elevar.

Por ejemplo, dejemos que se lance al aire un globo con un volumen de 40 m 3 lleno de helio. La masa de helio que llena el caparazón de la pelota será igual a:
m Ge = ρ Ge V = 0,1890 kg/m 3 40 m 3 = 7,2 kg,
y su peso es:
P Ge = g m Ge; PGe = 9,8 N/kg · 7,2 kg = 71 N.
La fuerza de flotación (de Arquímedes) que actúa sobre esta pelota en el aire es igual al peso del aire con un volumen de 40 m 3, es decir
F A = g·ρ aire V; F A = 9,8 N/kg · 1,3 kg/m3 · 40 m3 = 520 N.

Esto significa que esta bola puede levantar una carga que pesa 520 N - 71 N = 449 N. Esta es su fuerza de elevación.

Un globo del mismo volumen, pero lleno de hidrógeno, puede levantar una carga de 479 N. Esto significa que su fuerza de elevación es mayor que la de un globo lleno de helio. Pero el helio se utiliza aún más a menudo, ya que no arde y, por tanto, es más seguro. El hidrógeno es un gas inflamable.

Es mucho más fácil levantar y bajar una pelota llena de aire caliente. Para ello, se sitúa un quemador debajo del orificio situado en la parte inferior de la bola. Mediante un quemador de gas se puede regular la temperatura del aire dentro de la bola y, por tanto, su densidad y fuerza de flotación. Para que la bola se eleve más, basta con calentar más el aire que contiene aumentando la llama del quemador. A medida que disminuye la llama del quemador, la temperatura del aire en la bola disminuye y la bola desciende.

Puede seleccionar una temperatura de la pelota a la que el peso de la pelota y la cabina serán iguales a la fuerza de flotación. Entonces la pelota quedará suspendida en el aire y será fácil hacer observaciones desde ella.

A medida que la ciencia se desarrolló, se produjeron cambios significativos en la tecnología aeronáutica. Se hizo posible utilizar nuevos caparazones para globos, que se volvieron duraderos, resistentes a las heladas y livianos.

Los avances en el campo de la ingeniería de radio, la electrónica y la automatización han hecho posible diseñar globos no tripulados. Estos globos se utilizan para estudiar las corrientes de aire, para investigaciones geográficas y biomédicas en las capas inferiores de la atmósfera.

Los líquidos, como todos los cuerpos de la Tierra, se ven afectados por la gravedad. Por tanto, un líquido vertido en un recipiente, con su peso, crea presión que, según la ley de Pascal, se transmite en todas direcciones. Por lo tanto, hay presión dentro del líquido.. Esto puede comprobarse por la experiencia.

Vierta agua en un tubo de vidrio, cuyo orificio inferior se cierra con una fina película de goma. Bajo la influencia del peso del líquido, el fondo de goma del tubo se doblará (Fig. 93, a).

La experiencia muestra que cuanto más alta es la columna de agua por encima de la película de caucho, más se dobla (Fig. 93, b). Pero cada vez que el fondo de goma se dobla, el agua en el tubo entra en equilibrio ( se detiene), ya que, además de la gravedad, sobre el agua actúa la fuerza elástica de la película de goma.

Bajemos el tubo con fondo de goma, en el que se vierte agua, a otro recipiente con agua más ancho (Fig. 93, c). Veremos que a medida que el tubo va bajando, la película de goma se va enderezando poco a poco. El enderezamiento completo de la película muestra que las fuerzas que actúan sobre ella desde arriba y desde abajo son las mismas. El enderezamiento completo de la película se produce cuando coinciden los niveles de agua en el tubo y el recipiente.

El mismo experimento se puede realizar con un tubo en el que una película de goma cubre el orificio lateral, como se muestra en la Figura 94, a. Si este tubo con agua se sumerge en otro recipiente con agua, como se muestra en la Figura 94, b, notaremos nuevamente que la película se enderezará tan pronto como los niveles de agua en el tubo y en el recipiente sean iguales. Esto significa que las fuerzas que actúan sobre la película de caucho son iguales en ambos lados.

El experimento con un recipiente cuyo fondo puede caerse es muy claro. Un recipiente de este tipo se introduce en una jarra con agua (Fig. 95, a). El fondo se presiona firmemente contra el borde del recipiente por la fuerza de la presión del agua de abajo hacia arriba. Luego se vierte agua con cuidado en el recipiente. El fondo del recipiente se desprende cuando el nivel del agua en el recipiente coincide con el nivel del agua en la jarra (Fig. 95.6).

En el momento de la separación, la columna de líquido en el recipiente presiona de arriba hacia abajo, y la presión de la misma columna de líquido, pero ubicada en el frasco, se transmite de abajo hacia arriba hacia abajo. Ambas presiones son iguales, pero el fondo se aleja del cilindro debido a la acción de la gravedad sobre él.

Los experimentos con agua se describieron anteriormente, pero no es difícil concluir que algo sucedería si se tomara algún otro líquido en lugar de agua.

Entonces, los experimentos muestran que dentro del líquido hay presión y en el mismo nivel es la misma en todas las direcciones. Con la profundidad, la presión aumenta.

Preguntas. 1. ¿Cómo se puede demostrar experimentalmente que la presión dentro de un líquido es diferente en diferentes niveles, pero en el mismo nivel es la misma en todas las direcciones? 2. ¿Por qué en muchos casos no se tiene en cuenta la presión en un gas creada por el peso de ese gas?