Хичээлийн хөгжил: "Шингэн ба хий дэх даралт." Поршений шингэний насос

Цанатай, цанагүй хүн.

Нэг хүн сул цас дундуур алхаж байна маш их бэрхшээлтэй, алхам тутамдаа гүн гүнзгий живдэг. Гэхдээ цанаар гулгаж байхдаа тэр бараг унахгүйгээр алхаж чаддаг. Яагаад? Цанатай ч бай, цана ч үгүй ч хүн цасан дээр өөрийн жинтэй тэнцэх хүчээр ажилладаг. Гэсэн хэдий ч, цанатай, цанагүй хүний дарах гадаргуу нь өөр өөр байдаг тул энэ хүчний нөлөө нь аль алинд нь ялгаатай байдаг. Цанын гадаргуугаас бараг 20 дахин их илүү их талбайул. Тиймээс цана дээр зогсож байхдаа хүн бүр дээр ажилладаг квадрат сантиметрцасан дээр цасан дээр зогсохоос 20 дахин бага хүч бүхий цасны гадаргуугийн талбай.

Самбар дээр сониноо товчлуураар нааж буй сурагч товчлуур бүр дээр ижил хүчээр ажилладаг. Гэсэн хэдий ч, илүү хурц үзүүртэй товчлуур нь мод руу илүү амархан ордог.

Энэ нь хүчний үр дүн нь зөвхөн түүний модуль, чиглэл, хэрэглээний цэгээс хамаарахаас гадна түүнийг хэрэглэж буй гадаргуугийн талбайгаас (перпендикуляр үйлчилдэг) хамаарна гэсэн үг юм.

Энэ дүгнэлтийг физик туршилтаар баталж байна.

Туршлага Өгөгдсөн хүчний үйл ажиллагааны үр дүн нь нэгж гадаргуу дээр ямар хүч үйлчлэхээс хамаарна.

Та жижиг хавтангийн буланд хадаас хадах хэрэгтэй. Нэгдүгээрт, самбар руу хатгасан хадаасыг элсэн дээр үзүүрийг нь дээш нь байрлуулж, тавцан дээр жин тавина. Энэ тохиолдолд хадаасны толгойг зөвхөн элсэнд бага зэрэг дардаг. Дараа нь бид самбарыг эргүүлж, хадаасыг ирмэг дээр байрлуулна. Энэ тохиолдолд дэмжлэг үзүүлэх талбай нь бага, ижил хүчээр хадаас нь элсэнд мэдэгдэхүйц гүнзгийрдэг.

Туршлага. Хоёр дахь дүрслэл.

Энэ хүчний үйл ажиллагааны үр дүн нь гадаргуугийн нэгж бүрт ямар хүч үйлчлэхээс хамаарна.

Харгалзан үзсэн жишээнүүдэд хүч нь биеийн гадаргууд перпендикуляр үйлчилдэг. Хүний жин цасны гадаргуутай перпендикуляр байв; товчлуур дээр үйлчлэх хүч нь самбарын гадаргуутай перпендикуляр байна.

Хэмжээ, харьцаатай тэнцүү байнаТухайн гадаргуугийн талбайд перпендикуляр үйлчлэх хүчийг даралт гэж нэрлэдэг.

Даралтыг тодорхойлохын тулд гадаргууд перпендикуляр үйлчлэх хүчийг гадаргуугийн талбайд хуваах шаардлагатай.

даралт = хүч / талбай.

Энэ илэрхийлэлд орсон хэмжигдэхүүнүүдийг тэмдэглэе: даралт - х, гадаргуу дээр үйлчлэх хүч нь Фба гадаргуугийн талбай - С.

Дараа нь бид томъёог авна:

p = F/S

Ижил талбайд илүү их хүч үйлчлэх нь илүү их даралт үүсгэх нь ойлгомжтой.

Даралтын нэгжийг энэ гадаргуутай перпендикуляр 1 м2 талбайтай гадаргуу дээр үйлчлэх 1 Н хүчээр үүсгэсэн даралтыг хэлнэ..

Даралтын нэгж - Ньютон тутамд квадрат метр (1 Н/м2). Францын эрдэмтний хүндэтгэлд Блэйз Паскаль үүнийг паскаль гэдэг ( Па). Тиймээс,

1 Па = 1 Н/м2.

Бусад даралтын нэгжийг мөн ашигладаг: гектопаскаль (гПа) Мөн килопаскал (кПа).

1 кПа = 1000 Па;

1 гПа = 100 Па;

1 Па = 0.001 кПа;

1 Па = 0.01 гПа.

Асуудлын нөхцөлийг бичээд шийдье.

Өгсөн : м = 45 кг, S = 300 см 2; p =?

SI нэгжээр: S = 0.03 м2

Шийдэл:

х = Ф/С,

Ф = П,

П = г м,

П= 9.8 N · 45 кг ≈ 450 Н,

х= 450/0.03 Н/м2 = 15000 Па = 15 кПа

"Хариулт": p = 15000 Па = 15 кПа

Даралтыг бууруулах, нэмэгдүүлэх арга замууд.

Хүнд гинжит трактор нь хөрсөн дээр 40-50 кПа даралт үүсгэдэг, өөрөөр хэлбэл 45 кг жинтэй хүүгийн даралтаас ердөө 2-3 дахин их даралттай байдаг. Энэ нь тракторын жин нь зам хөтлөгчийн улмаас илүү том талбайд хуваарилагдсантай холбон тайлбарлаж байна. Тэгээд бид үүнийг тогтоосон Тулгуурын талбай том байх тусам энэ тулгуурт ижил хүчээр үүсгэсэн даралт бага байх болно .

Бага эсвэл өндөр даралт шаардлагатай эсэхээс хамаарч дэмжлэгийн талбай нэмэгдэж, буурдаг. Жишээлбэл, хөрс нь баригдаж буй барилгын даралтыг тэсвэрлэхийн тулд суурийн доод хэсгийн талбайг нэмэгдүүлдэг.

Дугуй ачааны машинМөн онгоцны буух төхөөрөмж нь суудлын автомашиныхаас хамаагүй өргөн байдаг. Цөлд жолоодох зориулалттай автомашины дугуйг ялангуяа өргөнөөр хийдэг.

Трактор, танк, намаг машин гэх мэт хүнд даацын машинууд замуудын том талбайтай, хүн өнгөрөх боломжгүй намгархаг газруудаар дамжин өнгөрдөг.

Нөгөөтэйгүүр, хэзээ жижиг талбайгадаргуу дээр бага хүч нь маш их даралт үүсгэдэг. Жишээлбэл, самбар дээр товчлуурыг дарах үед бид 50 Н-ийн хүчээр ажилладаг. Товчлуурын үзүүрийн талбай нь ойролцоогоор 1 мм 2 тул түүнээс үүсэх даралт нь дараах хэмжээтэй тэнцүү байна.

p = 50 N / 0.000 001 м 2 = 50,000,000 Па = 50,000 кПа.

Харьцуулбал, энэ даралт нь гинжит тракторын хөрсөн дээрх даралтаас 1000 дахин их байна. Та ийм олон жишээг олж болно.

Зүсэх хэрэгслийн ир, цоолох хэрэгслийн үзүүрүүд (хутга, хайч, зүсэгч, хөрөө, зүү гэх мэт) тусгайлан хурцалж байна. Хурц ирний хурц ирмэг нь жижиг талбайтай тул жижиг хүч ч гэсэн маш их дарамт үүсгэдэг бөгөөд энэ хэрэгсэлтэй ажиллахад хялбар байдаг.

Амьд байгальд зүсэх, цоолох хэрэгсэл бас байдаг: эдгээр нь шүд, хумс, хушуу, нуруу гэх мэт - бүгдийг нь хийсэн. хатуу материал, гөлгөр, маш хурц.

Даралт

Хийн молекулууд санамсаргүй байдлаар хөдөлдөг нь мэдэгдэж байна.

Хий нь хатуу ба шингэнээс ялгаатай нь тэдгээрийн байрлах савыг бүхэлд нь дүүргэдэг гэдгийг бид аль хэдийн мэддэг болсон. Жишээлбэл, хий хадгалах зориулалттай ган цилиндр, машины дугуйны дотоод хоолой эсвэл волейбол. Энэ тохиолдолд хий нь цилиндр, камер эсвэл түүний байрладаг бусад биетийн хана, ёроол, таглаа дээр даралт үүсгэдэг. Хийн даралт нь даралтаас бусад хүчин зүйлээс үүдэлтэй хатуудэмжлэг дээр.

Хийн молекулууд санамсаргүй байдлаар хөдөлдөг нь мэдэгдэж байна. Тэд хөдөлж байхдаа бие биетэйгээ, түүнчлэн хий агуулсан савны ханатай мөргөлддөг. Хийн дотор олон молекулууд байдаг тул тэдгээрийн нөлөөллийн тоо маш их байдаг. Жишээлбэл, 1 секундын дотор 1 см 2 талбай бүхий өрөөнд байгаа агаарын молекулуудын нөлөөллийн тоог хорин гурван оронтой тоогоор илэрхийлнэ. Хэдийгээр бие даасан молекулын нөлөөллийн хүч бага боловч бүх молекулуудын хөлөг онгоцны хананд үзүүлэх нөлөө нь мэдэгдэхүйц юм - энэ нь хийн даралтыг үүсгэдэг.

Тэгэхээр, хийн молекулуудын нөлөөллөөс болж савны ханан дахь хийн даралт (мөн хийд байрлуулсан бие дээр) үүсдэг. .

Дараах туршилтыг авч үзье. Агаарын насосны хонхны доор резинэн бөмбөг байрлуул. Үүнд агуулагддаг бага хэмжээагаар ба байна жигд бус хэлбэр. Дараа нь бид хонхны доороос агаарыг шахдаг. Бөмбөлөгний бүрхүүл, түүний эргэн тойронд агаар улам бүр ховордож, аажмаар хөөрч, ердийн бөмбөг хэлбэртэй болдог.

Энэ туршлагыг хэрхэн тайлбарлах вэ?

Шахсан хийг хадгалах, тээвэрлэхэд удаан эдэлгээтэй тусгай ган цилиндрийг ашигладаг.

Бидний туршилтаар хөдөлж буй хийн молекулууд бөмбөгний дотор болон гадна талын ханыг тасралтгүй цохив. Агаарыг шахах үед бөмбөгний бүрхүүлийн эргэн тойрон дахь хонхны молекулуудын тоо буурдаг. Гэхдээ бөмбөг дотор тэдний тоо өөрчлөгддөггүй. Тиймээс бүрхүүлийн гаднах хананд молекулуудын нөлөөллийн тоо нь дотоод хананд үзүүлэх нөлөөллийн тооноос бага болдог. Бөмбөлөг нь резинэн бүрхүүлийн уян хатан хүч нь хийн даралтын хүчтэй тэнцүү болтол хөөрнө. Бөмбөгний бүрхүүл нь бөмбөг хэлбэртэй байдаг. Энэ нь үүнийг харуулж байна хий нь түүний ханан дээр бүх чиглэлд жигд дардаг. Өөрөөр хэлбэл, гадаргуугийн квадрат см тутамд молекулын нөлөөллийн тоо бүх чиглэлд ижил байна. Бүх чиглэлд ижил даралт нь хийн шинж чанар бөгөөд санамсаргүй хөдөлгөөний үр дагавар юм асар их тоомолекулууд.

Хийн хэмжээг багасгахыг хичээцгээе, гэхдээ масс нь өөрчлөгдөхгүй хэвээр үлдэнэ. Энэ нь бүрт гэсэн үг юм куб сантиметрИлүү их хийн молекулууд байх болно, хийн нягтрал нэмэгдэх болно. Дараа нь хананд молекулуудын нөлөөллийн тоо нэмэгдэх болно, өөрөөр хэлбэл хийн даралт нэмэгдэх болно. Үүнийг туршлагаар баталж болно.

Зураг дээр Ашилэн хоолойг харуулсан бөгөөд түүний нэг төгсгөл нь нимгэн резинэн хальсаар хаалттай байна. Хоолойд поршений оруулга хийдэг. Поршен орж ирэхэд хоолой дахь агаарын хэмжээ багасна, өөрөөр хэлбэл хий шахагдана. Резинэн хальс нь гадагшаа бөхийж, хоолой дахь агаарын даралт нэмэгдсэнийг харуулж байна.

Үүний эсрэгээр ижил масстай хийн эзэлхүүн нэмэгдэхийн хэрээр куб см тутамд молекулын тоо буурдаг. Энэ нь савны хананд үзүүлэх нөлөөллийн тоог багасгах болно - хийн даралт багасах болно. Үнэн хэрэгтээ, поршений хоолойг хоолойноос гаргахад агаарын хэмжээ нэмэгдэж, хальс нь савны дотор нугалж байна. Энэ нь хоолой дахь агаарын даралт буурч байгааг харуулж байна. Хэрэв хоолойд агаарын оронд өөр хий байсан бол ижил үзэгдэл ажиглагдах болно.

Тэгэхээр, хийн масс, температур өөрчлөгдөхгүй байх нөхцөлд хийн эзэлхүүн буурахад түүний даралт нэмэгдэж, эзэлхүүн нэмэгдэхэд даралт буурна..

Тогтмол эзэлхүүнтэй халаахад хийн даралт хэрхэн өөрчлөгдөх вэ? Халах үед хийн молекулуудын хурд нэмэгддэг нь мэдэгдэж байна. Илүү хурдан хөдөлж, молекулууд савны ханыг илүү олон удаа цохих болно. Үүнээс гадна хананд молекулын цохилт бүр илүү хүчтэй байх болно. Үүний үр дүнд хөлөг онгоцны хананд илүү их даралт мэдрэгдэх болно.

Тиймээс, Хийн температур өндөр байх тусам хаалттай савны хийн даралт ихсэх болно, хийн масс ба эзэлхүүн өөрчлөгдөхгүй тохиолдолд.

Эдгээр туршилтуудаас дүгнэж болно ерөнхий дүгнэлт, Юу Молекулууд савны хананд хүчтэй цохилт өгөх тусам хийн даралт нэмэгддэг .

Хийг хадгалах, тээвэрлэхийн тулд тэдгээрийг маш их шахдаг. Үүний зэрэгцээ тэдгээрийн даралт нэмэгдэж, хий нь тусгай, маш бат бөх цилиндрт хаалттай байх ёстой. Жишээлбэл, ийм цилиндрт шахсан агаар агуулагддаг шумбагч онгоцууд, металл гагнуурт хэрэглэх хүчилтөрөгч. Мэдээжийн хэрэг, хийн цилиндрийг халаах боломжгүй, ялангуяа хийгээр дүүргэх үед бид үргэлж санаж байх ёстой. Учир нь бидний аль хэдийн ойлгосноор дэлбэрэлт нь маш таагүй үр дагаварт хүргэж болзошгүй юм.

Паскалийн хууль.

Даралт нь шингэн эсвэл хийн бүх цэгүүдэд дамждаг.

Поршений даралтыг бөмбөгийг дүүргэх шингэний цэг бүрт дамжуулдаг.

Одоо бензин.

Хатуу биетүүдээс ялгаатай нь бие даасан давхарга болон нарийн ширхэгтэй тоосонцоршингэн ба хий нь бүх чиглэлд бие биенээсээ чөлөөтэй хөдөлж чаддаг. Жишээлбэл, усыг хөдөлгөхийн тулд шилэн аяганд байгаа усны гадаргуу дээр бага зэрэг үлээхэд хангалттай. Гол мөрөн эсвэл нууранд үл ялиг сэвшээ салхи долгион үүсэхэд хүргэдэг.

Үүнийг хий болон шингэний хэсгүүдийн хөдөлгөөнт байдал тайлбарлаж байна тэдгээрт үзүүлэх дарамт нь зөвхөн хүчний чиглэлд төдийгүй бүх цэгүүдэд дамждаг. Энэ үзэгдлийг илүү нарийвчлан авч үзье.

Зураг дээр, Ахий (эсвэл шингэн) агуулсан савыг дүрсэлдэг. Бөөмүүд нь хөлөг онгоцны бүх хэсэгт жигд тархсан байна. Савыг дээш доош хөдөлгөх боломжтой бүлүүрээр хаадаг.

Зарим хүч хэрэглэснээр бид бүлүүрийг бага зэрэг дотогшоо хөдөлгөж, түүний доор байрлах хий (шингэн) -ийг шахах болно. Дараа нь бөөмс (молекулууд) энэ газарт өмнөхөөсөө илүү нягт байрлана (Зураг, b). Хөдөлгөөний улмаас хийн хэсгүүд бүх чиглэлд шилжих болно. Үүний үр дүнд тэдгээрийн зохион байгуулалт дахин жигд болох боловч өмнөхөөсөө илүү нягт болно (Зураг в). Тиймээс хийн даралт хаа сайгүй нэмэгдэнэ. Энэ нь нэмэлт даралтыг хий эсвэл шингэний бүх хэсгүүдэд дамжуулдаг гэсэн үг юм. Тиймээс, хэрэв поршений ойролцоох хийн (шингэн) даралт 1 Па-аар нэмэгдвэл бүх цэгүүдэд доторхий эсвэл шингэн байвал даралт өмнөхөөсөө ижил хэмжээгээр нэмэгдэх болно. Савны хана, ёроол, поршений даралт 1 Па-аар нэмэгдэнэ.

Шингэн эсвэл хийд үзүүлэх даралтыг аль ч цэг рүү бүх чиглэлд тэнцүү хэмжээгээр дамжуулдаг .

Энэ мэдэгдлийг гэж нэрлэдэг Паскалийн хууль.

Паскалийн хуульд үндэслэн дараах туршилтуудыг тайлбарлахад хялбар байдаг.

Зураг дээр янз бүрийн газруудад жижиг нүхтэй хөндий бөмбөг харагдаж байна. Поршен оруулсан бөмбөлөгт хоолой бэхлэгдсэн байна. Хэрэв та бөмбөгийг усаар дүүргэж, поршений хоолой руу түлхэх юм бол бөмбөгний бүх нүхнээс ус урсах болно. Энэ туршилтанд поршений хоолой дахь усны гадаргуу дээр дардаг. Поршений доор байрлах усны тоосонцор конденсаци хийж, түүний даралтыг гүнд байрлах бусад давхаргад шилжүүлдэг. Тиймээс поршений даралтыг бөмбөгийг дүүргэх шингэний цэг бүрт дамжуулдаг. Үүний үр дүнд усны нэг хэсэг нь бүх нүхнээс урсаж буй ижил урсгал хэлбэрээр бөмбөгнөөс түлхэгдэнэ.

Бөмбөлөг утаагаар дүүрсэн бол поршений хоолой руу түлхэх үед бөмбөгний бүх нүхнээс ижил хэмжээний утаа гарч эхэлнэ. Энэ нь үүнийг баталж байна хий нь тэдэнд үзүүлэх даралтыг бүх чиглэлд жигд дамжуулдаг.

Шингэн ба хий дэх даралт.

Шингэний жингийн нөлөөн дор хоолой дахь резинэн ёроол нь нугалах болно.

Шингэнүүд нь дэлхийн бүх биетүүдийн нэгэн адил таталцлын нөлөөнд автдаг. Тиймээс саванд цутгаж буй шингэний давхарга бүр өөрийн жинтэй даралтыг бий болгодог бөгөөд энэ нь Паскалийн хуулийн дагуу бүх чиглэлд дамждаг. Тиймээс шингэний дотор даралт байдаг. Үүнийг туршлагаар баталгаажуулж болно.

Шилэн хоолой руу ус хийнэ, доод нүх нь нимгэн резинэн хальсаар хаалттай байна. Шингэний жингийн нөлөөгөөр хоолойн ёроол нь нугалах болно.

Туршлагаас харахад резинэн хальсан дээрх усны багана өндөр байх тусам нугалж байна. Гэхдээ резинэн ёроол гулзайлгах бүрт хоолой дахь ус тэнцвэрт байдалд ордог (зогсдог), учир нь таталцлын хүчнээс гадна сунгасан резинэн хальсны уян хатан хүч нь усан дээр үйлчилдэг.

Резинэн хальсан дээр үйлчлэх хүч нь

хоёр талдаа адилхан.

Дүрслэл.

Доод тал нь хүндийн хүчний даралтын улмаас цилиндрээс холддог.

Ус асгаж буй резинэн ёроолтой хоолойг устай өөр өргөн саванд буулгая. Хоолойг буулгах тусам резинэн хальс аажмаар шулуун болж байгааг бид харах болно. Киног бүрэн тэгшлэх нь дээрээс болон доороос үйлчлэх хүч тэнцүү байгааг харуулж байна. Хоолой болон савны усны түвшин давхцах үед хальсыг бүрэн тэгшлэх нь тохиолддог.

А-д үзүүлсэн шиг хажуугийн нүхийг резинэн хальсаар бүрхсэн хоолойгоор ижил туршилтыг хийж болно. Зурагт үзүүлсэн шиг энэ хоолойг устай өөр саванд дүрье. б. Хоолой болон савны усны түвшин тэнцүү болмогц хальс нь дахин шулуун болно гэдгийг бид анзаарах болно. Энэ нь резинэн хальс дээр үйлчлэх хүч нь бүх талдаа ижил байна гэсэн үг юм.

Ёроол нь унаж болох савыг авцгаая. Устай саванд хийж үзье. Доод тал нь савны ирмэг дээр нягт дарагдах бөгөөд унахгүй. Энэ нь доороос дээш чиглэсэн усны даралтын хүчээр дарагддаг.

Бид сав руу ус асгаж, ёроолыг нь ажиглана. Сав дахь усны түвшин савны усны түвшинтэй давхцангуут савнаас холдох болно.

Салгах мөчид савны шингэний багана дээрээс доошоо доошоо дарж, ижил өндөртэй, гэхдээ саванд байрлах шингэний баганын даралтыг доороос дээш доош дамжуулдаг. Эдгээр даралт хоёулаа адилхан боловч доод хэсэг нь цилиндрээс холддог. өөрийн хүчхүндийн хүч.

Устай хийсэн туршилтыг дээр дурдсан боловч хэрэв та усны оронд өөр шингэн уувал туршилтын үр дүн ижил байх болно.

Тиймээс туршилтууд үүнийг харуулж байна Шингэний дотор даралт байгаа бөгөөд ижил түвшинд бүх чиглэлд тэнцүү байна. Даралт гүн нэмэгдэх тусам нэмэгддэг.

Хий нь энэ талаараа шингэнээс ялгаатай биш, учир нь тэд бас жинтэй байдаг. Гэхдээ хийн нягтрал хэдэн зуун дахин их байдаг гэдгийг бид санах ёстой бага нягтралшингэн. Сав дахь хийн жин бага тул түүний "жин" даралтыг олон тохиолдолд үл тоомсорлож болно.

Савны ёроол ба хананд шингэний даралтыг тооцоолох.

Савны ёроол ба хананд шингэний даралтыг хэрхэн тооцоолох талаар авч үзье. Эхлээд тэгш өнцөгт параллелепипед хэлбэртэй хөлөг онгоцны асуудлыг шийдье.

Хүч чадал Ф, энэ саванд цутгасан шингэн нь түүний ёроолд дарах нь жинтэй тэнцүү байна Псаванд байгаа шингэн. Шингэний жинг түүний массыг мэдэх замаар тодорхойлж болно м. Таны мэдэж байгаагаар массыг дараахь томъёогоор тооцоолж болно. m = ρ·V. Бидний сонгосон саванд цутгасан шингэний хэмжээг тооцоолоход хялбар байдаг. Хэрэв савны шингэний баганын өндрийг үсгээр тэмдэглэсэн бол h, мөн хөлөг онгоцны ёроолын талбай С, Тэр V = S h.

Шингэн масс m = ρ·V, эсвэл m = ρ S h .

Энэ шингэний жин P = g м, эсвэл P = g ρ S h.

Шингэний баганын жин нь савны ёроолд шингэн дарах хүчтэй тэнцүү тул жинг хуваах замаар Пталбай бүрт С, бид шингэний даралтыг авдаг х:

p = P/S, эсвэл p = g·ρ·S·h/S,

Бид савны ёроолд байгаа шингэний даралтыг тооцоолох томъёог олж авсан. Энэ томъёоноос харахад энэ нь тодорхой байна савны ёроолд байгаа шингэний даралт нь зөвхөн шингэний баганын нягт ба өндрөөс хамаарна.

Тиймээс, үүссэн томъёог ашиглан сав руу цутгаж буй шингэний даралтыг тооцоолж болно ямар ч хэлбэр(хатуухан хэлэхэд бидний тооцоолол нь зөвхөн шулуун призм ба цилиндр хэлбэртэй хөлөг онгоцонд тохиромжтой. Тус хүрээлэнгийн физикийн хичээлээр энэ томьёо нь хөлөг онгоцны хувьд ч үнэн болохыг баталсан. чөлөөт хэлбэр). Үүнээс гадна хөлөг онгоцны хананд үзүүлэх даралтыг тооцоолоход ашиглаж болно. Шингэний доторх даралтыг, түүний дотор доороос дээш хүртэлх даралтыг мөн энэ томъёогоор тооцоолно, учир нь ижил гүн дэх даралт бүх чиглэлд ижил байна.

Томьёог ашиглан даралтыг тооцоолохдоо p = gρhтанд нягтрал хэрэгтэй ρ килограммаар илэрхийлнэ шоо метр(кг/м 3), шингэний баганын өндөр h- метрээр (м), g= 9.8 Н/кг, дараа нь даралтыг паскаль (Па)-аар илэрхийлнэ.

Жишээ. Тосны баганын өндөр нь 10 м, нягт нь 800 кг/м3 байвал савны ёроолд газрын тосны даралтыг тодорхойлно.

Асуудлын нөхцөлийг бичээд бичье.

Өгсөн :

ρ = 800 кг/м 3

Шийдэл :

p = 9.8 Н/кг · 800 кг/м 3 · 10 м ≈ 80,000 Па ≈ 80 кПа.

Хариулах : p ≈ 80 кПа.

Холбоо барих хөлөг онгоцууд.

Зураг дээр резинэн хоолойгоор хоорондоо холбогдсон хоёр хөлөг онгоцыг харуулав. Ийм хөлөг онгоцыг нэрлэдэг харилцах. Услах сав, цайны сав, кофены сав зэрэг нь харилцаа холбооны савны жишээ юм. Туршлагаас харахад услах саванд цутгасан ус үргэлж хошуу болон дотор нь ижил түвшинд байдаг гэдгийг бид мэднэ.

Бид ихэвчлэн харилцаа холбооны хөлөг онгоцуудтай тулгардаг. Жишээлбэл, энэ нь цайны сав, услах сав эсвэл кофены сав байж болно.

Нэг төрлийн шингэний гадаргууг ямар ч хэлбэрийн холбоо барих судаснуудад ижил түвшинд суурилуулсан.

Янз бүрийн нягтралтай шингэн.

Дараах энгийн туршилтыг холбоо барих хөлөг онгоцоор хийж болно. Туршилтын эхэнд бид резинэн хоолойг дундуур нь хавчуулж, нэг хоолой руу ус хийнэ. Дараа нь бид хавчаарыг онгойлгож, хоёр хоолойн усны гадаргуу ижил түвшинд хүрэх хүртэл ус нь нөгөө хоолой руу шууд урсдаг. Та гар утасны аль нэгийг нь tripod дээр суурилуулж, нөгөөг нь өргөж, буулгаж эсвэл хазайлгаж болно өөр өөр талууд. Мөн энэ тохиолдолд шингэн тайвширмагц хоёр хоолой дахь түүний түвшин тэнцүү болно.

Ямар ч хэлбэр, хөндлөн огтлолтой хөлөг онгоцонд нэгэн төрлийн шингэний гадаргууг ижил түвшинд тогтооно.(шингэн дээрх агаарын даралт ижил байх тохиолдолд) (Зураг 109).

Үүнийг дараах байдлаар зөвтгөж болно. Шингэн нь нэг савнаас нөгөөд шилжихгүйгээр тайван байдалд байна. Энэ нь аль ч түвшний хоёр хөлөг онгоцны даралт ижил байна гэсэн үг юм. Хоёр савны шингэн нь ижил, өөрөөр хэлбэл ижил нягттай байна. Тиймээс түүний өндөр нь ижил байх ёстой. Бид нэг савыг өргөх эсвэл түүнд шингэн нэмэхэд доторх даралт нэмэгдэж, даралтыг тэнцвэржүүлэх хүртэл шингэн нь өөр саванд шилжинэ.

Хэрэв нэг нягтралтай шингэнийг харилцах савны аль нэгэнд цутгаж, хоёр дахь нь өөр нягтралтай шингэнийг асгавал тэнцвэрт байдалд эдгээр шингэний түвшин ижил биш байх болно. Мөн энэ нь ойлгомжтой. Савны ёроолд байгаа шингэний даралт нь баганын өндөр ба шингэний нягттай шууд пропорциональ гэдгийг бид мэднэ. Мөн энэ тохиолдолд шингэний нягтрал өөр байх болно.

Хэрэв даралт нь тэнцүү бол өндөр нягтралтай шингэний баганын өндөр нь бага нягттай шингэний баганын өндрөөс бага байх болно (Зураг).

Туршлага. Агаарын массыг хэрхэн тодорхойлох вэ.

Агаарын жин. Агаар мандлын даралт.

Оршихуй атмосферийн даралт.

Агаар мандлын даралт нь хөлөг онгоцны ховордсон агаарын даралтаас их байна.

Дэлхий дээрх аливаа биетийн нэгэн адил агаар нь таталцлын нөлөөнд автдаг тул агаар нь жинтэй байдаг. Хэрэв та түүний массыг мэддэг бол агаарын жинг тооцоолоход хялбар байдаг.

Бид агаарын массыг хэрхэн тооцоолохыг туршилтаар харуулах болно. Үүнийг хийхийн тулд та таглаатай удаан эдэлгээтэй шилэн бөмбөг, хавчаартай резинэн хоолой авах хэрэгтэй. Үүнээс агаарыг шахаж, хоолойг хавчаараар хавчуулж, жин дээр тэнцвэржүүлье. Дараа нь резинэн хоолой дээрх хавчаарыг онгойлгож, дотор нь агаар оруулна. Энэ нь жингийн тэнцвэрийг алдагдуулна. Үүнийг сэргээхийн тулд жингийн нөгөө хайруулын тавган дээр жин тавих шаардлагатай бөгөөд жин нь бөмбөгний эзэлхүүн дэх агаарын масстай тэнцүү байх болно.

Туршилтаар 0 ° C температур, хэвийн атмосферийн даралттай үед 1 м 3 эзэлхүүнтэй агаарын масс 1.29 кг-тай тэнцүү болохыг тогтоожээ. Энэ агаарын жинг тооцоолоход хялбар байдаг:

P = g m, P = 9.8 Н/кг 1.29 кг ≈ 13 Н.

агаарын бүрхүүл, дэлхийг тойрсон, дуудсан уур амьсгал (Грек хэлнээс атмос- уур, агаар, ба бөмбөрцөг- бөмбөг).

Нислэгийн ажиглалтаар харуулсан уур амьсгал хиймэл дагуулуудДэлхий хэдэн мянган километрийн өндөрт хүрдэг.

Таталцлын нөлөөгөөр агаар мандлын дээд давхарга нь далайн ус шиг доод давхаргыг шахдаг. Дэлхийтэй шууд зэргэлдээх агаарын давхарга хамгийн их шахагдаж, Паскалийн хуулийн дагуу түүнд үзүүлэх даралтыг бүх чиглэлд дамжуулдаг.

Үүний үр дүнд дэлхийн гадаргуумөн түүн дээр байрлах бие нь агаарын бүх зузааны даралтыг мэдэрдэг, эсвэл ийм тохиолдолд ихэвчлэн хэлдэг шиг туршлагатай байдаг. атмосферийн даралт .

Агаар мандлын даралт байгаа нь бидний амьдралд тохиолддог олон үзэгдлийг тайлбарлаж чадна. Тэдгээрийн заримыг нь харцгаая.

Зураг дээр шилэн хоолойг харуулсан бөгөөд дотор нь хоолойн хананд наалдсан поршений байна. Хоолойн төгсгөлийг ус руу буулгана. Хэрэв та бүлүүрийг өргөх юм бол түүний араас ус нэмэгдэнэ.

Энэ үзэгдлийг усны шахуурга болон бусад зарим төхөөрөмжид ашигладаг.

Зураг нь цилиндр хэлбэртэй савыг харуулж байна. Энэ нь цорго бүхий хоолойг оруулдаг таглаатай хаалттай байна. Агаарыг насосоор савнаас гаргаж авдаг. Дараа нь хоолойн төгсгөлийг усанд хийнэ. Хэрэв та одоо цоргыг нээвэл усан оргилуур шиг ус савны дотор талд цацагдана. Агаар мандлын даралт нь хөлөг онгоцны ховордсон агаарын даралтаас их байдаг тул ус нь хөлөг онгоцонд ордог.

Яагаад байгаа юм агаарын дугтуйДэлхий.

Бүх биетүүдийн нэгэн адил дэлхийн агаарын бүрхүүлийг бүрдүүлдэг хийн молекулууд дэлхий рүү татагддаг.

Гэхдээ яагаад тэд бүгд дэлхийн гадаргуу дээр унадаггүй вэ? Дэлхийн агаарын бүрхүүл, түүний агаар мандал хэрхэн хадгалагддаг вэ? Үүнийг ойлгохын тулд хийн молекулууд тасралтгүй, санамсаргүй хөдөлгөөнд байдаг гэдгийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Гэхдээ дараа нь өөр нэг асуулт гарч ирнэ: яагаад эдгээр молекулууд сансар огторгуйд, өөрөөр хэлбэл сансарт нисдэггүй юм бэ?

Дэлхийг бүрэн орхихын тулд молекул гэх мэт сансрын хөлөгэсвэл пуужин бол маш өндөр хурдтай байх ёстой (11.2 км/с-ээс багагүй). Энэ нь гэж нэрлэгддэг зүйл юм хоёр дахь зугтах хурд. Дэлхийн агаарын бүрхүүл дэх ихэнх молекулуудын хурд үүнээс хамаагүй бага байдаг зугтах хурд. Тиймээс тэдний ихэнх нь дэлхийтэй таталцлын хүчээр холбогддог, зөвхөн өчүүхэн тооны молекулууд дэлхийгээс цааш сансарт нисдэг.

Молекулуудын санамсаргүй хөдөлгөөн ба таталцлын нөлөөллийн үр дүнд хийн молекулууд дэлхийн ойролцоо сансар огторгуйд "тэнгэрч", агаарын бүрхүүл буюу бидний мэддэг агаар мандал үүсгэдэг.

Хэмжилтээс харахад агаарын нягтрал өндрөөр хурдацтай буурч байгааг харуулж байна. Тэгэхээр дэлхийгээс 5.5 км өндөрт агаарын нягт нь дэлхийн гадарга дээрх нягтаасаа 2 дахин бага, 11 км-ийн өндөрт 4 дахин бага гэх мэт. Өндөр байх тусмаа ховор байдаг. агаар. Эцэст нь, хамгийн дээд давхаргад (дэлхий дээрээс хэдэн зуун, мянган километрийн өндөрт) агаар мандал аажмаар хувирдаг. агааргүй орон зай. Дэлхийн агаарын бүрхүүлд тодорхой хил хязгаар байдаггүй.

Хатуухан хэлэхэд таталцлын үйл ажиллагааны улмаас ямар ч хаалттай савны хийн нягт нь савны бүх эзэлхүүний хувьд ижил байдаггүй. Савны ёроолд хийн нягт нь дээд хэсгүүдээс их байдаг тул савны даралт ижил биш байна. Энэ нь савны ёроолд дээд хэсгээсээ том хэмжээтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч саванд агуулагдах хийн хувьд энэ нягтрал ба даралтын ялгаа нь маш бага тул ихэнх тохиолдолд үүнийг үл тоомсорлож, зүгээр л мэддэг. Гэхдээ хэдэн мянган километрээс илүү урттай агаар мандлын хувьд энэ ялгаа нь чухал юм.

Агаар мандлын даралтыг хэмжих. Торричеллигийн туршлага.

Шингэн баганын даралтыг тооцоолох томъёог ашиглан атмосферийн даралтыг тооцоолох боломжгүй (§ 38). Ийм тооцоо хийхийн тулд та агаар мандлын өндөр, агаарын нягтыг мэдэх хэрэгтэй. Гэвч агаар мандал нь тодорхой хил хязгааргүй, өөр өөр өндөрт агаарын нягт өөр өөр байдаг. Гэсэн хэдий ч 17-р зуунд Италийн эрдэмтний санал болгосон туршилтыг ашиглан атмосферийн даралтыг хэмжиж болно. Евангелиста Торричелли , Галилеогийн оюутан.

Торричеллигийн туршилт нь дараахь зүйлээс бүрдэнэ: 1 м орчим урттай, нэг төгсгөлд нь битүүмжилсэн шилэн хоолой нь мөнгөн усаар дүүрсэн байна. Дараа нь хоолойн хоёр дахь үзүүрийг сайтар хааж, эргүүлж, аяга мөнгөн ус руу буулгаж, хоолойн төгсгөлийг мөнгөн усны түвшинд нээнэ. Шингэнтэй хийсэн аливаа туршилтын нэгэн адил мөнгөн усны нэг хэсэг нь аяганд цутгаж, нэг хэсэг нь хоолойд үлддэг. Хоолойд үлдсэн мөнгөн усны баганын өндөр нь ойролцоогоор 760 мм байна. Хоолойн дотор мөнгөн усны дээгүүр агаар байхгүй, агааргүй орон зай байдаг тул энэ хоолойн доторх мөнгөн усны баганад дээрээс ямар ч хий даралт үзүүлэхгүй бөгөөд хэмжилтэд нөлөөлөхгүй.

Дээр дурдсан туршилтыг санал болгосон Торричелли мөн тайлбараа өгсөн. Агаар мандал нь аяганд байгаа мөнгөн усны гадаргуу дээр дарагддаг. Мөнгөн ус тэнцвэрт байдалд байна. Энэ нь хоолой дахь даралт нь түвшинд байна гэсэн үг юм аа 1 (зураг харна уу) нь атмосферийн даралттай тэнцүү байна. Агаар мандлын даралт өөрчлөгдөхөд хоолой дахь мөнгөн усны баганын өндөр мөн өөрчлөгддөг. Даралт ихсэх тусам багана уртасна. Даралт буурах тусам мөнгөн усны багана өндрийг нь бууруулдаг.

Хоолойн дээд хэсэгт мөнгөн уснаас дээш агаар байхгүй тул aa1 түвшний хоолой дахь даралт нь хоолой дахь мөнгөн усны баганын жингээс үүсдэг. Үүнийг дагадаг атмосферийн даралт нь хоолой дахь мөнгөн усны баганын даралттай тэнцүү байна , өөрөөр хэлбэл

хатм = хмөнгөн ус

Агаар мандлын даралт ихсэх тусам Торричеллигийн туршилтанд мөнгөн усны багана өндөр байна. Тиймээс практикт атмосферийн даралтыг мөнгөн усны баганын өндрөөр (миллиметр эсвэл сантиметрээр) хэмжиж болно. Жишээлбэл, атмосферийн даралт 780 мм м.у.б. Урлаг. (тэд "мөнгөн усны миллиметр" гэж хэлдэг), энэ нь агаар нь 780 мм өндөр мөнгөн усны босоо баганатай ижил даралт үүсгэдэг гэсэн үг юм.

Тиймээс энэ тохиолдолд атмосферийн даралтыг хэмжих нэгж нь мөнгөн усны 1 миллиметр (1 ммМУБ) байна. Энэ нэгж ба бидний мэддэг нэгжийн хоорондын хамаарлыг олцгооё - паскаль(Па).

1 мм өндөртэй мөнгөн усны ρ баганын даралт нь дараахтай тэнцүү байна.

х = g·ρ·h, х= 9,8 Н/кг · 13,600 кг/м 3 · 0,001 м ≈ 133,3 Па.

Тиймээс 1 ммМУБ. Урлаг. = 133.3 Па.

Одоогийн байдлаар атмосферийн даралтыг ихэвчлэн гектопаскаль (1 гПа = 100 Па) хэмждэг. Жишээлбэл, цаг агаарын мэдээгээр даралт 1013 гПа буюу 760 ммМУБ-тай ижил байна гэж зарлаж болно. Урлаг.

Хоолойн мөнгөн усны баганын өндрийг өдөр бүр ажиглаж байхдаа Торричелли энэ өндөр өөрчлөгддөг, өөрөөр хэлбэл атмосферийн даралт тогтмол биш, нэмэгдэж, буурч болохыг олж мэдэв. Торричелли мөн атмосферийн даралт нь цаг агаарын өөрчлөлттэй холбоотой гэж тэмдэглэжээ.

Хэрэв та Торричеллигийн туршилтанд ашигласан мөнгөн усны хоолойд босоо масштабыг залгавал хамгийн энгийн төхөөрөмжийг авах болно. мөнгөн усны барометр (Грек хэлнээс барос- хүнд байдал, метро- Би хэмждэг). Энэ нь атмосферийн даралтыг хэмжихэд ашиглагддаг.

Барометр - анероид.

Практикт металл барометр гэж нэрлэгддэг металл барометрийг атмосферийн даралтыг хэмжихэд ашигладаг. анероид (Грек хэлнээс орчуулсан - анероид). Мөнгөн ус агуулаагүй тул барометрийг ингэж нэрлэдэг.

Анероидын дүр төрхийг зурагт үзүүлэв. Үндсэн хэсэгЭнэ нь долгионтой (атираат) гадаргуутай металл хайрцаг 1 (бусад зургийг үз). Энэ хайрцгаас агаарыг шахаж гаргах бөгөөд атмосферийн даралтыг хайрцгийг бутлахаас сэргийлэхийн тулд түүний тагийг 2 пүршээр дээш татдаг. Агаар мандлын даралт ихсэх тусам таг нь нугалж, хавар чангарна. Даралт буурах тусам хавар нь тагийг нь шулуун болгодог. Сум заагч 4 нь дамжуулах механизм 3-ыг ашиглан хавар хавсаргасан бөгөөд даралт өөрчлөгдөх үед баруун эсвэл зүүн тийш хөдөлдөг. Сумны доор хуваалтууд нь мөнгөн усны барометрийн заалтын дагуу тэмдэглэгдсэн байдаг. Тиймээс анероид сум байрладаг 750 тоо (зураг харна уу) нь үүнийг харуулж байна одоогоормөнгөн усны барометрт мөнгөн усны баганын өндөр нь 750 мм байна.

Тиймээс атмосферийн даралт 750 ммМУБ байна. Урлаг. эсвэл ≈ 1000 гПа.

Агаар мандлын даралтын өөрчлөлт нь цаг агаарын өөрчлөлттэй холбоотой тул ойрын өдрүүдийн цаг агаарыг урьдчилан таамаглахад атмосферийн даралтын утга маш чухал юм. Барометр - шаардлагатай төхөөрөмжцаг уурын ажиглалтын хувьд.

Өөр өөр өндөрт атмосферийн даралт.

Шингэн дэх даралт нь бидний мэдэж байгаагаар шингэний нягт ба түүний баганын өндрөөс хамаардаг. Шахах чадвар багатай тул янз бүрийн гүн дэх шингэний нягт бараг ижил байна. Тиймээс даралтыг тооцоолохдоо бид түүний нягтын тогтмолыг авч үзэж, зөвхөн өндрийн өөрчлөлтийг харгалзан үздэг.

Хийн нөхцөл байдал илүү төвөгтэй байдаг. Хий нь маш шахагддаг. Мөн хий шахагдах тусам түүний нягтрал ихсэж, даралт ихсэх болно. Эцсийн эцэст хийн даралт нь түүний молекулуудын биеийн гадаргуу дээр үзүүлэх нөлөөллөөр үүсдэг.

Дэлхийн гадаргуу дээрх агаарын давхаргууд нь тэдгээрийн дээр байрлах агаарын бүх давхаргад шахагддаг. Гэхдээ гадаргуугаас агаарын давхарга өндөр байх тусам сул шахагдаж, нягт нь бага байдаг. Тиймээс энэ нь бага даралт үүсгэдэг. Хэрэв, жишээ нь, бөмбөлөгдэлхийн гадаргуугаас дээш гарахад бөмбөг дээрх агаарын даралт багасна. Энэ нь агаарын баганын өндөр багассанаас гадна агаарын нягт багассантай холбоотой юм. Энэ нь дээд талд нь доод хэсгээс бага байдаг. Тиймээс агаарын даралтын өндрөөс хамаарах хамаарал нь шингэнийхээс илүү төвөгтэй байдаг.

Ажиглалтаас харахад далайн түвшний бүс нутагт атмосферийн даралт дунджаар 760 мм м.у.б байна. Урлаг.

0 ° C температурт 760 мм өндөр мөнгөн усны баганын даралттай тэнцэх атмосферийн даралтыг хэвийн атмосферийн даралт гэж нэрлэдэг..

Агаар мандлын хэвийн даралт 101,300 Па = 1013 гПа тэнцүү байна.

Яаж илүү өндөрдалайн түвшнээс дээш байх тусам даралт бага байна.

Жижиг авиралтаар дунджаар 12 м-ийн өсөлт тутамд даралт 1 ммМУБ-аар буурдаг. Урлаг. (эсвэл 1.33 гПа).

Даралтын өндрөөс хамаарах хамаарлыг мэдсэнээр та барометрийн заалтыг өөрчлөх замаар далайн түвшнээс дээш өндрийг тодорхойлж болно. Далайн түвшнээс дээш өндрийг шууд хэмжиж болох масштабтай анероидуудыг нэрлэдэг өндөр хэмжигч . Тэдгээрийг нисэх, ууланд авирахад ашигладаг.

Даралт хэмжигч.

Барометрийг атмосферийн даралтыг хэмжихэд ашигладаг гэдгийг бид аль хэдийн мэддэг болсон. Агаар мандлын даралтаас их буюу бага даралтыг хэмжихийн тулд үүнийг ашигладаг даралт хэмжигч (Грек хэлнээс манос- ховор, сул, метро- Би хэмждэг). Даралт хэмжигч байдаг шингэнТэгээд металл.

Эхлээд төхөөрөмж болон үйлдлийг авч үзье нээлттэй шингэн даралт хэмжигч. Энэ нь хоёр хөлтэй шилэн хоолойноос бүрддэг бөгөөд дотор нь бага зэрэг шингэн цутгадаг. Зөвхөн атмосферийн даралт нь хөлөг онгоцны тохойн гадаргуу дээр ажилладаг тул шингэнийг хоёр тохойнд ижил түвшинд суулгадаг.

Ийм даралт хэмжигч хэрхэн ажилладагийг ойлгохын тулд резинэн хоолойгоор дугуй хавтгай хайрцагтай холбож, нэг тал нь резинэн хальсаар хучигдсан байдаг. Хэрэв та хуруугаараа хальсан дээр дарвал хайрцагт холбогдсон даралт хэмжигч тохойн дахь шингэний түвшин буурч, нөгөө тохойнд ихсэх болно. Үүнийг юу тайлбарлаж байна вэ?

Кино дээр дарахад хайрцаг дахь агаарын даралт нэмэгддэг. Паскалийн хуулийн дагуу даралтын энэ өсөлт нь хайрцагт холбогдсон даралт хэмжигч тохойн шингэн рүү дамждаг. Тиймээс энэ тохойн шингэн дэх даралт нь шингэн дээр зөвхөн атмосферийн даралт үйлчилдэг нөгөөхөөсөө илүү их байх болно. Энэ илүүдэл даралтын хүчээр шингэн хөдөлж эхэлнэ. Шахсан агаартай тохойнд шингэн нь буурч, нөгөө нь дээшлэх болно. Шахсан агаарын илүүдэл даралтыг даралт хэмжигчний нөгөө хөл дэх шингэний илүүдэл баганаас үүсгэсэн даралтаар тэнцвэржүүлсэн үед шингэн тэнцвэрт байдалд (зогсоох) ирнэ.

Кино дээр илүү хүчтэй дарах тусам илүүдэл шингэний багана өндөр байх тусам түүний даралт ихсэх болно. Тиймээс, даралтын өөрчлөлтийг энэ илүүдэл баганын өндрөөр шүүж болно.

Ийм даралт хэмжигч нь шингэний доторх даралтыг хэрхэн хэмжиж болохыг зураг харуулж байна. Хоолойг шингэнд гүн оруулах тусам даралт хэмжигчний тохойн дахь шингэний баганын өндрийн ялгаа их болно., тиймээс, ба шингэнээс илүү их даралт үүсдэг.

Хэрэв та төхөөрөмжийн хайрцгийг шингэний дотор тодорхой гүнд суулгаж, хальстай нь дээш, хажуу тийш, доошоо эргүүлбэл даралт хэмжигчний заалт өөрчлөгдөхгүй. Ийм л байх ёстой, учир нь шингэн дотор ижил түвшинд даралт бүх чиглэлд тэнцүү байна.

Зураг харуулж байна металл даралт хэмжигч . Ийм даралт хэмжигч гол хэсэг нь хоолойд нугалж буй металл хоолой юм 1 , нэг төгсгөл нь хаалттай байна. Цорго ашиглан хоолойн нөгөө төгсгөл 4 даралтыг хэмждэг хөлөг онгоцтой холбогддог. Даралт нэмэгдэхийн хэрээр хоолой нь нугардаг. Хөшүүргийг ашиглан хаалттай төгсгөлийн хөдөлгөөн 5 болон шүдэлбэр 3 сум руу дамжуулсан 2 , багажны жингийн ойролцоо хөдөлж байна. Даралт буурах үед хоолой нь уян хатан чанараасаа болж өмнөх байрлалдаа буцаж, сум нь хуваарийн тэг хуваагдал руу буцдаг.

Поршений шингэний насос.

Бидний өмнө нь хэлэлцсэн туршилтаар (§ 40) атмосферийн даралтын нөлөөн дор шилэн хоолой дахь ус поршений ард дээшээ дээш өргөгдсөн болохыг тогтоожээ. Үүний үндсэн дээр үйл ажиллагаа явагдана. бүлүүршахуургууд

Шахуургыг схемийн дагуу зурагт үзүүлэв. Энэ нь цилиндрээс бүрдэх бөгөөд дотор нь бүлүүр дээш доош хөдөлж, савны хананд наалддаг. 1 . Хавхлагыг цилиндрийн ёроолд болон поршений өөрөө суурилуулсан 2 , зөвхөн дээшээ нээгдэнэ. Поршен дээшээ хөдлөхөд атмосферийн даралтын нөлөөн дор ус хоолой руу орж, доод хавхлагыг өргөж, поршений ард хөдөлдөг.

Поршений доошоо хөдөлж байх үед поршений доорх ус нь доод хавхлага дээр дарж, хаагддаг. Үүний зэрэгцээ усны даралтын дор поршений доторх хавхлага нээгдэж, ус нь поршений дээрх орон зайд урсдаг. At дараагийн алхамПоршен дээшээ хөдөлж байх үед түүний дээрх ус бас дээшлэх бөгөөд энэ нь гаралтын хоолой руу цутгадаг. Үүний зэрэгцээ поршений ард усны шинэ хэсэг гарч ирдэг бөгөөд энэ нь поршений дараа доошилсны дараа түүний дээр гарч ирэх бөгөөд насос ажиллаж байх үед энэ бүх процедурыг дахин дахин давтана.

Гидравлик даралт.

Паскалийн хууль нь үйлдлийг тайлбарладаг гидравлик машин (Грек хэлнээс гидравлик- ус). Эдгээр нь хөдөлгөөн ба шингэний тэнцвэрт байдлын хуулиудад суурилдаг машинууд юм.

Гидравлик машины гол хэсэг нь поршений болон холбох хоолойгоор тоноглогдсон өөр өөр диаметртэй хоёр цилиндр юм. Поршений доорхи зай, хоолой нь шингэнээр дүүрдэг (ихэвчлэн эрдэс тос). Поршен дээр ямар ч хүч үйлчлэхгүй бол хоёр цилиндрийн шингэний баганын өндөр ижил байна.

Одоо хүчнүүд гэж үзье Ф 1 ба Ф 2 - поршенд үйлчлэх хүч, С 1 ба С 2 - поршений хэсгүүд. Эхний (жижиг) поршений доорх даралт нь тэнцүү байна х 1 = Ф 1 / С 1, хоёрдугаарт (том) х 2 = Ф 2 / С 2. Паскалийн хуулийн дагуу даралтыг тайван байдалд байгаа шингэнээр бүх чиглэлд жигд дамжуулдаг, өөрөөр хэлбэл. х 1 = х 2 эсвэл Ф 1 / С 1 = Ф 2 / С 2, дараахаас:

Ф 2 / Ф 1 = С 2 / С 1 .

Тиймээс хүч чадал Ф 2 маш олон удаа илүү их хүч Ф 1 , Том поршений талбай нь жижиг поршений талбайгаас хэд дахин их вэ?. Жишээлбэл, том поршений талбай 500 см2, жижиг нь 5 см2, жижиг поршенд 100 Н хүч үйлчилдэг бол 100 дахин их хүч, өөрөөр хэлбэл 10,000 Н байна. том поршен дээр ажиллах.

Тиймээс гидравлик машины тусламжтайгаар илүү том хүчийг бага хүчээр тэнцвэржүүлэх боломжтой.

Хандлага Ф 1 / Ф 2 нь хүч чадлын өсөлтийг харуулж байна. Жишээлбэл, өгөгдсөн жишээнд хүч чадлын өсөлт нь 10,000 N / 100 N = 100 байна.

Гидравлик машиныг шахах (шахах) гэж нэрлэдэг гидравлик пресс .

Гидравлик прессийг илүү их хүч шаардагдах газарт ашигладаг. Жишээлбэл, газрын тосны тээрэмд үрнээс тос шахах, фанер, картон, өвс дарахад зориулагдсан. Металлургийн үйлдвэрүүдэд гидравлик прессийг ган машины босоо ам, төмөр замын дугуй болон бусад олон бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Орчин үеийн гидравлик машинууд нь хэдэн арван, хэдэн зуун сая Ньютоны хүчийг хөгжүүлэх боломжтой.

Гидравлик прессийн бүтцийг схемээр зурагт үзүүлэв. Дарагдсан бие 1 (A) нь том поршений 2 (B) -тай холбогдсон тавцан дээр байрладаг. Жижиг поршений 3 (D) тусламжтайгаар шингэн дээр өндөр даралт үүсдэг. Энэ даралт нь цилиндрийг дүүргэх шингэний цэг бүрт дамждаг. Тиймээс хоёр дахь том поршенд ижил даралт үйлчилдэг. Гэхдээ 2-р (том) поршений талбай нь жижиг поршений талбайгаас их байдаг тул түүнд үйлчлэх хүч нь поршений 3 (D) дээр ажиллах хүчнээс их байх болно. Энэ хүчний нөлөөн дор поршений 2 (B) дээшлэх болно. Поршений 2 (B) дээш өргөхөд их бие (A) хөдөлгөөнгүй дээд тавцан дээр тулгуурлаж, шахагдана. Даралт хэмжигч 4 (M) шингэний даралтыг хэмждэг. Шингэний даралт зөвшөөрөгдөх хэмжээнээс хэтэрсэн үед хамгаалалтын хавхлага 5 (P) автоматаар нээгдэнэ.

Жижиг цилиндрээс эхлээд том шингэнжижиг поршений 3 (D) давтан хөдөлгөөнөөр шахагдана. Үүнийг дараах байдлаар хийнэ. Жижиг бүлүүр (D) дээшлэх үед хавхлага 6 (K) нээгдэж, поршений доорх орон зайд шингэнийг татна. Шингэний даралтын нөлөөн дор жижиг бүлүүрийг буулгах үед хавхлага 6 (K) хаагдаж, хавхлага 7 (K") нээгдэж, шингэн нь том сав руу урсдаг.

Ус, хий нь усанд дүрэгдсэн биед үзүүлэх нөлөө.

Усан доор бид агаарт өргөхөд хэцүү чулууг амархан өргөж чадна. Усан доор үйсэн бөглөө тавиад гарнаас нь суллавал дээшээ хөвнө. Эдгээр үзэгдлийг хэрхэн тайлбарлаж болох вэ?

Шингэн нь савны ёроол, хананд дардаг гэдгийг бид мэднэ (§ 38). Хэрэв шингэн дотор зарим нэг хатуу биет байрлуулсан бол энэ нь савны хана шиг даралтанд өртөх болно.

Шингэн дотор живсэн биед үйлчлэх хүчийг авч үзье. Шалтгаан гаргахад хялбар болгохын тулд шингэний гадаргуутай параллель суурьтай параллелепипед хэлбэртэй биеийг сонгоцгооё (Зураг). Үйлчилж буй хүчнүүд хажуугийн нүүрнүүдбие нь хосоороо тэнцүү бөгөөд бие биенээ тэнцвэржүүлдэг. Эдгээр хүчний нөлөөн дор бие нь агшиж байдаг. Гэхдээ биеийн дээд ба доод ирмэг дээр үйлчлэх хүч нь ижил биш юм. Асаалттай дээд ирмэгдээрээс нь хүчээр дардаг Ф 1 багана шингэн өндөр h 1. Доод ирмэгийн түвшинд даралт нь өндөртэй шингэний багана үүсгэдэг h 2. Энэ даралт нь бидний мэдэж байгаагаар (§ 37) шингэн дотор бүх чиглэлд дамждаг. Үүний үр дүнд биеийн доод нүүрэн дээр доороос дээш хүчээр Ф 2 нь шингэний өндөр баганыг дардаг h 2. Гэхдээ h 2 дахин h 1, тиймээс хүчний модуль ФӨөр 2 тэжээлийн модуль Ф 1. Тиймээс биеийг шингэнээс хүчээр шахаж гаргадаг Фчи, тэнцүү зөрүүхүч чадал Ф 2 - Ф 1, өөрөөр хэлбэл.

Харин S·h = V, V нь параллелепипедийн эзэлхүүн, ρ f ·V = m f нь параллелепипедийн эзэлхүүн дэх шингэний масс юм. Тиймээс,

F гадагш = g m w = P w,

өөрөөр хэлбэл хөвөх хүч нь түүнд живсэн биеийн эзэлхүүн дэх шингэний жинтэй тэнцүү байна(хөвөх хүч нь түүнд дүрсэн биеийн эзэлхүүнтэй ижил эзэлхүүнтэй шингэний жинтэй тэнцүү).

Шингэнээс биеийг түлхэж буй хүч байгаа нь туршилтаар илрүүлэхэд хялбар байдаг.

Зураг дээр АТөгсгөлд нь сумтай заагчтай пүршнээс дүүжлэгдсэн биеийг харуулав. Сум нь tripod дээрх хаврын хурцадмал байдлыг тэмдэглэнэ. Биеийг усанд оруулахад булаг агшиж эхэлдэг (Зураг 1). б). Хэрэв та биен дээр доороос дээш ямар нэгэн хүчээр үйлчилбэл пүршний ижил агшилтыг олж авах болно, жишээлбэл, гараараа дарах (өргөх).

Тиймээс туршлага үүнийг баталж байна шингэн доторх биеийг шингэнээс түлхэж гаргах хүч үйлчилдэг.

Бидний мэдэж байгаагаар Паскалийн хууль нь хийд ч хамаатай. Тийм ч учраас хий доторх биетүүдийг хийнээс шахах хүч үйлчилдэг. Энэ хүчний нөлөөн дор бөмбөлөгүүд дээшээ дээшээ дээшилдэг. Биеийг хийнээс шахаж гаргах хүч байгааг туршилтаар бас ажиглаж болно.

Бид богиносгосон хайруулын тавган дээрээс таглаатай хаалттай шилэн бөмбөг эсвэл том колбыг өлгөдөг. Жинлүүр тэнцвэртэй байна. Дараа нь колбоны (эсвэл бөмбөг) доор өргөн савыг байрлуулж, колбыг бүхэлд нь хүрээлүүлнэ. Сав нь нүүрстөрөгчийн давхар ислээр дүүрсэн бөгөөд нягтрал нь ижил байна илүү нягтралагаар (тиймээс нүүрстөрөгчийн давхар исэлдоош унаж, савыг дүүргэж, түүнээс агаарыг зайлуулдаг). Энэ тохиолдолд жингийн тэнцвэр алдагддаг. Түдгэлзүүлсэн колбо бүхий аяга дээшээ дээш өргөгдөнө (Зураг). Нүүрстөрөгчийн давхар исэлд дүрсэн колбонд агаарт үйлчлэх хүчнээс илүү хөвөх хүчийг мэдэрдэг.

Биеийг шингэн эсвэл хийнээс түлхэж буй хүч нь энэ биед үйлчлэх таталцлын хүчний эсрэг чиглэгддэг..

Тиймээс prolkosmos). Чухам ийм учраас бид заримдаа агаарт барихад хэцүү байдаг биеийг усанд амархан өргөдөг.

Жижиг хувин ба цилиндр хэлбэртэй биеийг булагнаас түдгэлзүүлсэн (зураг a). Tripod дээрх сум нь булгийн суналтыг тэмдэглэдэг. Энэ нь агаар дахь биеийн жинг харуулдаг. Их биеийг өргөсний дараа түүний доор цутгах хоолойн түвшинд шингэнээр дүүргэсэн цутгах савыг байрлуулна. Үүний дараа бие нь шингэнд бүрэн дүрнэ (Зураг, b). Үүний зэрэгцээ эзэлхүүн нь биеийн эзэлхүүнтэй тэнцэх шингэний нэг хэсгийг цутганацутгах савнаас шил рүү . Пүрш агшиж, хаврын заагч дээшлэх нь шингэн дэх биеийн жин буурч байгааг илтгэнэ. IN энэ тохиолдолдТаталцлаас гадна өөр нэг хүч биед үйлчилж, шингэнээс түлхэж гаргадаг. Хэрэв шилний шингэнийг дээд хувин руу (жишээ нь, биеэс зайлуулсан шингэн) асгавал хаврын заагч нь буцаж ирнэ. анхны байрлал(Зураг, в).

Энэ туршлага дээр үндэслэн ингэж дүгнэж болно шингэнд бүрэн дүрэгдсэн биеийг шахаж гаргах хүч нь энэ биеийн эзэлхүүн дэх шингэний жинтэй тэнцүү байна . Бид ижил дүгнэлтийг § 48-д хүлээн авсан.

Хэрэв ижил төстэй туршлагахийд дүрсэн биед хийвэл үүнийг харуулах болно биеийг хийнээс шахаж гаргах хүч нь мөн биеийн эзэлхүүнд авсан хийн жинтэй тэнцүү байна .

Биеийг шингэн эсвэл хийнээс шахаж гаргах хүчийг нэрлэдэг Архимедийн хүч , эрдэмтний хүндэтгэлд Архимед , анх түүний оршин байгааг онцлон тэмдэглэж, үнэ цэнийг нь тооцсон.

Тиймээс, туршлагаар Архимед (эсвэл хөвөх) хүч нь биеийн эзэлхүүн дэх шингэний жинтэй тэнцүү болохыг баталсан. Ф A = П f = г мболон. Биеийн нүүлгэн шилжүүлсэн шингэний mf массыг түүний нягтрал ρf ба шингэнд дүрсэн биеийн Vt эзэлхүүнээр илэрхийлж болно (Учир нь Vf - биеэс нүүлгэн шилжүүлсэн шингэний хэмжээ Vt-тэй тэнцүү - дүрсэн биеийн эзэлхүүн). шингэнд), өөрөөр хэлбэл m f = ρ f ·V t Дараа нь бид дараахь зүйлийг авна.

Ф A= g·ρболон · ВТ

Үүний үр дүнд Архимедийн хүч нь биеийг дүрж буй шингэний нягт ба энэ биеийн эзэлхүүнээс хамаарна. Гэхдээ энэ нь жишээлбэл, шингэнд дүрсэн биеийн бодисын нягтралаас хамаардаггүй, учир нь энэ хэмжээ нь үүссэн томъёонд ороогүй болно.

Одоо шингэнд (эсвэл хий) дүрсэн биеийн жинг тодорхойлъё. Учир нь энэ тохиолдолд биед үйлчилж буй хоёр хүч нь дотогш чиглэгддэг эсрэг талууд(таталцлын хүч буурч, Архимедийн хүч нэмэгддэг), тэгвэл шингэн дэх биеийн жин P 1 болно. бага жинвакуум дахь бие P = g мАрхимедийн хүч дээр Ф A = г м w (хаана м g - биед шилжсэн шингэн эсвэл хийн масс).

Тиймээс, хэрэв бие нь шингэн юмуу хийд дүрэгдсэн бол нүүлгэн шилжүүлсэн шингэн эсвэл хийтэй тэнцэх хэмжээний жин хасна..

Жишээ. Далайн усанд 1.6 м 3 эзэлхүүнтэй чулуунд үйлчлэх хөвөх хүчийг тодорхойл.

Асуудлын нөхцөлийг бичээд шийдье.

Хөвөгч бие нь шингэний гадаргуу дээр хүрэх үед түүний цаашдын хөдөлгөөнөөр Архимедийн хүч буурна. Яагаад? Гэвч шингэнд дүрсэн биеийн хэсгийн эзэлхүүн багасч, Архимедийн хүч нь шингэний жинтэй тэнцэх тул шингэнд дүрсэн биеийн хэсгийн эзэлхүүнтэй тэнцүү байна.

Архимедийн хүч нь таталцлын хүчтэй тэнцэх үед бие нь хэсэгчлэн дүрсэн шингэний гадаргуу дээр зогсож, хөвөх болно.

Үүний үр дүнд гарсан дүгнэлтийг туршилтаар хялбархан шалгаж болно.

Ус зайлуулах хоолой руу ус зайлуулах хоолой руу ус хийнэ. Үүний дараа бид хөвөгч биеийг өмнө нь агаарт жинлээд хөлөг онгоцонд дүрнэ. Усанд буусны дараа бие нь усанд дүрэгдсэн хэсгийн эзэлхүүнтэй тэнцэх хэмжээний усыг нүүлгэн шилжүүлдэг. Энэ усыг жинлэхэд бид түүний жин (Архимедийн хүч) нь хөвж буй биед үйлчлэх таталцлын хүч эсвэл энэ биеийн агаар дахь жинтэй тэнцүү болохыг олж мэдэв.

Ус, спирт, давсны уусмал зэрэг янз бүрийн шингэнд хөвж буй бусад биетүүдтэй ижил туршилт хийсний дараа та итгэлтэй байж болно. хэрэв бие нь шингэнд хөвж байвал түүний нүүлгэн шилжүүлсэн шингэний жин жинтэй тэнцүүэнэ бие агаарт.

Үүнийг батлахад амархан хэрэв хатуу биетийн нягт нь шингэний нягтаас их байвал бие нь ийм шингэнд живдэг. Энэ шингэнд бага нягттай бие хөвдөг. Жишээлбэл, төмөр усанд живдэг ч мөнгөн усанд хөвдөг. Нягт нь шингэний нягттай тэнцүү бие нь шингэний дотор тэнцвэрт байдалд байна.

Мөс нь усны нягтралаас бага байдаг тул усны гадаргуу дээр хөвдөг.

Биеийн нягт нь шингэний нягттай харьцуулахад бага байх тусам биеийн хэсэг нь шингэнд живдэг. .

At тэнцүү нягтралтайбие ба шингэн Бие шингэн дотор ямар ч гүнд хөвдөг.

Ус, керосин гэх мэт хоорондоо холилдохгүй хоёр шингэн нь нягтралынхаа дагуу саванд байрладаг: савны доод хэсэгт - нягт ус (ρ = 1000 кг / м3), дээд талд - хөнгөн керосин (ρ = 800 кг) /м3) .

Амьд организмын дундаж нягтрал усан орчин, усны нягтралаас бага зэрэг ялгаатай тул тэдний жинг Архимедийн хүчээр бараг бүрэн тэнцвэржүүлдэг. Үүний ачаар усны амьтдад хуурай газрынх шиг хүчтэй, том араг яс хэрэггүй. Үүнтэй ижил шалтгаанаар усны ургамлын их бие нь уян хатан байдаг.

Загасны усанд сэлэх давсаг нь эзлэхүүнээ амархан өөрчилдөг. Загас булчингийн тусламжтайгаар илүү гүн рүү бууж, усны даралт ихсэх үед бөмбөлөг агшиж, загасны биеийн хэмжээ багасч, дээш өргөгддөггүй, харин гүнд хөвдөг. Тиймээс загас болно тодорхой хязгаар доторшумбах гүнээ тохируулна уу. Халимнууд уушгины багтаамжийг бууруулж, нэмэгдүүлэх замаар шумбах гүнийг зохицуулдаг.

Усан онгоцны дарвуулт онгоц.

Гол мөрөн, нуур, далай, далай дээр хөвж буй хөлөг онгоцууд эдгээрээс бүтээгдсэн янз бүрийн материал-тай өөр өөр нягтралтай. Усан онгоцны их бие нь ихэвчлэн ган хавтангаар хийгдсэн байдаг. Усан онгоцонд хүч чадал өгдөг бүх дотоод бэхэлгээ нь металлаар хийгдсэн байдаг. Усан онгоц барихад ашигладаг төрөл бүрийн материал, устай харьцуулахад өндөр ба бага нягтралтай.

Усан онгоцууд хэрхэн хөвж, онгоцонд сууж, том ачаа тээвэрлэдэг вэ?

Хөвөгч биетэй хийсэн туршилт (§ 50) нь бие нь усан доорх хэсэгтэйгээ маш их хэмжээний усыг нүүлгэн шилжүүлдэг тул энэ усны жин нь агаар дахь биеийн жинтэй тэнцүү болохыг харуулсан. Энэ нь ямар ч хөлөг онгоцны хувьд үнэн юм.

Хөлөг онгоцны усан доорх хэсгээс нүүлгэн шилжүүлсэн усны жин нь агаарт байгаа ачаатай хөлөг онгоцны жинтэй эсвэл ачаатай хөлөг онгоцонд үйлчлэх таталцлын хүчтэй тэнцүү байна..

Усан онгоцыг усанд оруулах гүнийг нэрлэдэг ноорог . Усан онгоцны их бие дээр зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээг улаан шугамаар тэмдэглэв усны шугам (Голланд хэлнээс. ус- ус).

Усны шугамд живэх үед хөлөг онгоцны шилжсэн усны жин хүч чадалтай тэнцүүачаатай хөлөг онгоцонд үйлчлэх таталцлыг хөлөг онгоцны шилжилт гэж нэрлэдэг.

Одоогийн байдлаар 5,000,000 кН (5 × 10 6 кН) ба түүнээс дээш нүүлгэн шилжүүлэлттэй, өөрөөр хэлбэл ачааны хамт 500,000 тонн (5 × 10 5 тн) ба түүнээс дээш жинтэй, газрын тос тээвэрлэх зориулалттай хөлөг онгоцууд баригдаж байна.

Хэрэв бид хөлөг онгоцны жинг нүүлгэн шилжүүлэлтээс хасвал бид энэ хөлөг онгоцны даацыг авна. Ачаа даац нь хөлөг онгоцоор тээвэрлэсэн ачааны жинг харуулдаг.

Усан онгоцны үйлдвэрлэл буцаж байсан Эртний Египет, Финикид (Финикчүүд хамгийн шилдэг хөлөг онгоц үйлдвэрлэгчдийн нэг байсан гэж үздэг), Эртний Хятад.

Орос улсад усан онгоцны үйлдвэрлэл 17-18-р зууны төгсгөлд үүссэн. Ихэнхдээ байлдааны хөлөг онгоцууд баригдсан боловч Орост анхны мөс зүсэгч, хөдөлгүүртэй хөлөг онгоцууд баригдсан. дотоод шаталт, цөмийн мөс зүсэгч "Арктика".

Аэронавтик.

1783 оны ах дүү Монгольфиерийн бөмбөлгийг дүрсэлсэн зураг: "Бөмбөлгийг харах ба яг хэмжээсүүд Бөмбөрцөг"Хэн анхны байсан бэ." 1786

Эрт дээр үеэс хүмүүс үүлэн дээгүүр нисч, усанд сэлэхийг мөрөөддөг байсан агаарын далайТэд далай дээр хэрхэн хөвж байсан. Аэронавтикийн хувьд

Эхлээд тэд халсан агаар, устөрөгч эсвэл гелиээр дүүргэсэн бөмбөлөг ашигладаг байв.

Бөмбөлөг агаарт гарахын тулд Архимедийн хүч (хөвөх) шаардлагатай. ФБөмбөг дээр үйлчлэх нь таталцлын хүчнээс илүү байв Фхүнд, өөрөөр хэлбэл ФА > Фхүнд

Бөмбөгийг дээш өргөхөд түүнд үйлчлэх Архимедийн хүч буурдаг ( Ф A = gρV), нягтралаас хойш дээд давхаргуудагаар мандал нь дэлхийн гадаргуугаас бага. Илүү өндөрт өргөхийн тулд бөмбөгөөс тусгай тогтворжуулагчийг (жин) унагаж, бөмбөгийг гэрэлтүүлдэг. Эцсийн эцэст бөмбөг хамгийн их өргөх өндөрт хүрдэг. Бөмбөгийг бүрхүүлээс нь гаргахын тулд хийн хэсгийг тусгай хавхлага ашиглан гаргадаг.

Хэвтээ чиглэлд бөмбөлөг зөвхөн салхины нөлөөн дор хөдөлдөг тул үүнийг нэрлэдэг бөмбөлөг (Грек хэлнээс aer- агаар, стато- зогсож байна). Тун удалгүй асар том бөмбөлөгүүдийг агаар мандал, стратосферийн дээд давхаргыг судлахад ашигласан. стратосферийн бөмбөлөг .

Бид хэрхэн барих талаар сурахаас өмнө том онгоцуудзорчигч, ачааг агаарын тээвэрлэлтэд хяналттай бөмбөлөг ашигласан - агаарын хөлөг. Тэд сунасан хэлбэртэй, сэнсийг жолооддог хөдөлгүүртэй гондол нь биеийн доор байрладаг.

Бөмбөлөг нь өөрөө босдог төдийгүй зарим ачааг өргөж чаддаг: бүхээг, хүмүүс, багаж хэрэгсэл. Тиймээс агаарын бөмбөлөг ямар ачааг өргөж чадахыг мэдэхийн тулд үүнийг тодорхойлох шаардлагатай өргөх.

Жишээлбэл, гелиээр дүүргэсэн 40 м 3 хэмжээтэй бөмбөлөг агаарт хөөргөнө. Бөмбөгний бүрхүүлийг дүүргэх гелийн масс нь дараахь хэмжээтэй тэнцүү байна.
m Ge = ρ Ge V = 0,1890 кг/м 3 40 м 3 = 7,2 кг,
ба түүний жин нь:
P Ge = g m Ge; P Ge = 9.8 Н/кг · 7.2 кг = 71 Н.
Агаар дахь энэ бөмбөгөнд нөлөөлж буй хөвөх хүч (Архимед) нь 40 м 3 эзэлхүүнтэй агаарын жинтэй тэнцүү, өөрөөр хэлбэл.
F A = g·ρ агаар V; F A = 9.8 Н / кг · 1.3 кг / м3 · 40 м3 = 520 Н.

Энэ бөмбөг нь 520 N - 71 N = 449 N жинтэй ачааг өргөж чадна гэсэн үг юм. Энэ нь түүний өргөх хүч юм.

Ижил эзэлхүүнтэй, гэхдээ устөрөгчөөр дүүрсэн бөмбөлөг нь 479 Н ачааг өргөж чадна. Энэ нь түүний өргөх хүч нь гелиээр дүүргэсэн бөмбөлөгөөс их байна гэсэн үг юм. Гэхдээ гели нь шатдаггүй тул илүү аюулгүй байдаг тул илүү олон удаа ашиглагддаг. Устөрөгч нь шатамхай хий юм.

Халуун агаараар дүүргэсэн бөмбөгийг өргөх, буулгах нь илүү хялбар байдаг. Үүнийг хийхийн тулд шарагч нь бөмбөгний доод хэсэгт байрлах нүхний доор байрладаг. Хийн шатаагч ашиглан бөмбөгний доторх агаарын температур, улмаар түүний нягтрал, хөвөх хүчийг тохируулж болно. Бөмбөгийг илүү өндөр болгохын тулд шатаагч дөлийг нэмэгдүүлэх замаар доторх агаарыг илүү хүчтэй халаахад хангалттай. Шатаагчны дөл буурах тусам бөмбөг дэх агаарын температур буурч, бөмбөг доошоо бууна.

Бөмбөлөг болон бүхээгийн жин нь хөвөх хүчинтэй тэнцүү байх бөмбөгний температурыг сонгож болно. Дараа нь бөмбөг агаарт өлгөөтэй байх бөгөөд үүнээс ажиглалт хийхэд хялбар байх болно.

Шинжлэх ухаан хөгжихийн хэрээр нисэхийн технологид томоохон өөрчлөлт гарсан. Бөмбөлөгт шинэ бүрхүүл ашиглах боломжтой болсон бөгөөд энэ нь удаан эдэлгээтэй, хүйтэнд тэсвэртэй, хөнгөн болсон.

Радио инженерчлэл, электроник, автоматжуулалтын салбарын дэвшил нь нисгэгчгүй агаарын бөмбөлөг зохион бүтээх боломжтой болсон. Эдгээр бөмбөлөгүүдийг агаарын урсгалыг судлах, агаар мандлын доод давхаргад газарзүйн болон биоанагаахын судалгаа хийхэд ашигладаг.

a) Хар тугалганы цилиндрийн шүүрч авах.

Тоног төхөөрөмж: тугалган цилиндрийн багц;

tripod; данх 2 кг.

Туршилтанд зориулж хоёр багц хар тугалгатай цилиндртэй байхыг зөвлөж байна: нэг нь цилиндрийг холбоход саад болох тэгш бус, исэлдсэн гадаргууг харуулах, хоёр дахь нь үзүүлэнгийн гол хэсэгт зориулагдсан. Цилиндрийн төгсгөлийг сууринд хийж цэвэрлээд, хутгаа бага зэрэг дарж, хэд хэдэн эргэлт хийнэ. Хурцалсаны дараа цилиндрийн төгсгөл нь гөлгөр, гялалзсан байх ёстой. Хоёр цилиндрийг төгсгөлд нь байрлуулсны дараа тэдгээрийг бие бие рүүгээ дарж, тэнхлэгийнхээ эргэн тойронд бага зэрэг эргүүлээрэй, дараа нь цилиндрүүд холбогдох ёстой. Тэдний хүчний хэмжээг үнэлэххарилцан татах

дээд цилиндрийг дэгээгээр дэгээгээр өлгөх ба доод хэсгээс 2 кг жинг ганхуулахгүйгээр өлгөх. Дараа нь жинг арилгаж, цилиндрийг гараараа салгасны дараа тэд холбох цэг дээр үүссэн төгсгөлүүдийн тэгш бус байдлыг оюутнуудад харуулав. ДҮГНЭЛТ: хатуу биетийн молекулуудын хоорондох бага зайд харилцан таталцлын хүч байдаг бөгөөд энэ нь молекулууд хоорондоо маш ойрхон харьцах үед илэрдэг.илүү их зай

Молекулуудын хооронд түлхэх хүч үйлчилдэг.

б) Шилний устай наалдсан байдал.Тоног төхөөрөмж:

хоёр шилэн хавтан; ус.

Хуурай хавтангийн гадаргууг холбож, татах хүч байхгүй эсэхийг шалгаад нүдний шилний хооронд ус дусааж үзээрэй.

тэднийг салга.

ДҮГНЭЛТ: шингэн ба хатуу биетийн молекулуудын хооронд харилцан таталцлын хүч байдаг.

Аюулгүй байдлын асуултууд

1. Сурагчдын ертөнцийг үзэх үзлийг төлөвшүүлэхэд судалж буй материал ямар ач холбогдолтой вэ?

2. Ямар биетүүдээс бүрддэг вэ?

а) молекулуудаас;

б) бөөмсөөс;

в) атомуудаас?

3. Материйн нэгдсэн төлөв байдал, биеийн шинж чанаруудын талаархи оюутнуудын мэдлэгийг хүснэгт хэлбэрээр нэгтгэн дүгнэх аргыг санал болго.

4. Халах үед бүх бодис тэлдэг гэж үнэн үү?

5. Өдөр тутмын амьдрал, технологид хэрэглэгддэг диффузийн жишээг өг.

Л А Б О Р А Т О Р Н А И АЖИЛ №2

Даралт S T O R D Y X T E L,

ШИНГЭН К О С Т Е Й БА ХИЙ О В

Тоног төхөөрөмжТуршилт No 1. Тулгуур дээрх хатуу биетийн даралт

Үзүүлэхийн өмнө нойтон элсийг ваннд цутгаж, гадаргууг сайтар тэгшлэв. Хумсыг жижиг самбарын булан руу хаддаг. Хумсны толгойтой хавтанг элсний давхарга дээр байрлуулж, дээр нь жин тавьдаг. хадаас зөвхөн элсэнд бага зэрэг дарагдсан байдаг. Дараа нь хадаасны үзүүр дээр самбарыг эргүүлнэ. Энэ тохиолдолд хавтангийн дэмжлэгийн талбай багасч, ижил хүчний дор хадаас элсэнд гүн гүнзгий ордог.

ДҮГНЭЛТ: Хүчний үр дүн нь холбогдох биетүүдийн талбайгаас хамаарна.

Даалгавар: Гутлын жин болон талбайг мэдэж, алхаж, зогсохдоо хэр их даралт үүсгэж байгааг тодорхойл.

Алаг цаас ашиглан гутлын тулгуур хэсгийг тодорхойл.

б) Шилний устай наалдсан байдал.ТУРШИЛТ No2. Агаарын насосны хонхны дор резинэн бөмбөг хийлэх

Комовскийн шахуурга, шилэн хонхтой вакуум хавтан, бөмбөлөг.

Энэхүү туршилт нь хөлөг онгоцны хананд хийн даралтын механизмыг тайлбарлах жишээ болгон ашигладаг. INбөмбөлөг

бага хэмжээний агаар үлдээж, нягт уя.

Тоног төхөөрөмжБөмбөгийг агаарын шахуургын хавтан дээр байрлуулж, хавтангийн гадагшлуулах хоолойн нүхийг таглахгүй, шилэн хонхоор хучдаг.

Хавтанг шахуургатай холбож, агаарыг шахна. Агаарыг шахах үед бөмбөг аажмаар хөөрч, бөмбөг хэлбэртэй болдог. Дараа нь хонхны дор агаар аажмаар орж, эсрэг үзэгдэл ажиглагдаж, хийн даралт бүх чиглэлд тэнцүү байна гэсэн дүгнэлт гаргана.

ТУРШИЛТ No3. Хий ба шингэнээр даралтыг дамжуулах.

: Паскалийн бөмбөг, устай сав, банн.

Бөмбөгийг цилиндрээс буулгаж, поршений саваагаар зогсох хүртэл сунгана. Цилиндр рүү ус юүлж, бөмбөгийг буцааж шургуулна.

Төхөөрөмжийг ванны дээгүүр байрлуулсны дараа поршенийг аажмаар түлхэнэ. Бөмбөгний нүхнээс тийрэлтэт онгоцууд ойролцоогоор ижил зайд шүршиж байгааг тэд харуулж байна. Энэ нь бүх нүхнээс усны урсгалын ижил хурд, өөрөөр хэлбэл бөмбөгний бүх газарт ижил даралт байгааг харуулж байна.
Хэрэв тийрэлтэт онгоцыг хажуугийн гэрлээр гэрэлтүүлж байвал туршилт илүү үр дүнтэй болно. Энэ тохиолдолд тэд самбарын хар дэвсгэр дээр рельефээр ялгардаг.Дүгнэлт хийх.

Боловсролын гидравлик хэвлэлийг сургуулиудад өргөн ашигладаг. Үзүүлэхийн өмнө багш самбар дээр даралт хэмжигч, аюулгүйн хавхлага бүхий гидравлик прессийн бүдүүвч зургийг гаргадаг. Эхлээд төхөөрөмж дээрх хэвлэлийн үндсэн хэсгүүдийг самбар дээрх бүдүүвч зурагтай харьцуул. Төхөөрөмжийн бие даасан хэсгүүд, тэдгээрийн зорилгыг нэрлэснээр тэд гидравлик пресс хэрхэн ажилладаг, түүний бие даасан хэсгүүд хоорондоо хэрхэн харьцаж байгааг хэлдэг. Багш нь диаграмм дээр, бодит байдал дээр газрын тосны сав, хөшүүрэг хэлбэртэй бариултай жижиг цилиндр, хавхлага, даралт хэмжигч, том цилиндрийг харуулж байна.

Бариулыг хэд хэдэн удаа өсгөж, буулгаж, диаграммыг иш татсанаар тэрээр нөөцөөс том цилиндр хүртэлх газрын тосны замыг тайлбарлав.

Уг төхөөрөмж нь төхөөрөмжийг устгахаас хамгаалдаг хоёр хамгаалалтын төхөөрөмжөөр тоноглогдсон: даралтат даралтын зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээг харуулсан улаан шугам бүхий даралт хэмжигч, ямар нэг шалтгаанаар зөвшөөрөгдөх даралтыг хэтрүүлсэн тохиолдолд автоматаар нээгддэг хамгаалалтын хавхлага.

Хэвлэлийн цилиндр дэх даралт ижил, даралтын хүч нь поршений талбайтай пропорциональ гэдгийг оюутнуудад сануулж, даралт хэрхэн их хэмжээгээр нэмэгдэж байгааг олж мэдэв.

Даалгавар: Том, жижиг поршений диаметр, бариулын гарны уртыг хэмжиж, хүч чадлын өсөлтийг тооцоолно (өөрөөр хэлбэл том поршений үүсгэсэн даралтын хүч нь жижиг поршений даралтын хүчнээс хэд дахин их байна) ).

устай гялгар уут, хоёр динамометр, tripod, задгай даралт хэмжигч, шингэний доторх даралтыг харуулах төхөөрөмж, устай аквариум.

а) Савны хананд шингэний даралтыг харуулахын тулд динамометрийн ширээний хооронд устай гялгар уут байрлуулж, уутны хананд ижил даралт байгаа эсэхийг харуулав.

б) Шингэний баганын даралтын хамаарлыг судлахын тулд шингэний дотор байрлах тавцан дээр даралт байгаа эсэхийг харуулах шаардлагатай бөгөөд энэ даралтын хэмжээ нь тавцангийн байрлалаас хамаарахгүй гэдгийг нотлох, гэхдээ зөвхөн усанд орох гүнд л өөрчлөгддөг.

Дараа нь тэд капсулыг устай аквариум руу буулгаж, даралт хэмжигч дээр ажиглагдсан резинэн хальсан дээрх даралт нь живэх гүн нэмэгдэх тусам нэмэгдэж байгааг харуулж байна. Үүний дараа төхөөрөмжийг тодорхой гүнд суулгаж, утсан дэгээ ашиглан капсулыг бэхэлсэн бэхэлгээг эргүүлнэ.хэвтээ тэнхлэг

. Оюутнуудын анхаарлыг энэ түвшинд живүүлэх үед шингэний доторх даралт нь резинэн хальсны байршлаас хамаардаггүй.

Паскалийн төхөөрөмж, ус зайлуулах сав, өнгөт ус. зориулсан төхөөрөмжэнэ туршлага

утастай цагираг хэлбэртэй хүрээ бэхлэгдсэн сууринаас бүрдэнэ. Дээд талд нээгдсэн энэ хүрээ нь доод хэсэгт нимгэн резинэн хальсаар хучигдсан бөгөөд хөшүүргээр холбосон дугуй хавтан дээр тулгуурлан хялбархан хөдөлдөг сумтай байдаг.

Төхөөрөмж нь өөр өөр хэлбэр, эзэлхүүнтэй, гэхдээ ижил суурьтай гурван савтай ирдэг. Усан онгоц бүр нь төхөөрөмж дээр суурилуулсан урсгалтай хүрээтэй байдаг.

Үзүүлэхийн тулд эхлээд цилиндр хэлбэртэй савыг хүрээ рүү шургуулж, дээд ирмэгээс 2-3 см-ийн өндөрт ус хийнэ сумыг суулгасан масштабыг холоос тод харагдах "хусар" тэмдэглэв.

Үүний дараа ус зайлуулах цоргооор ус асгаж, цилиндр савны оронд өөр нэгийг суурилуулсан, жишээлбэл, дээшээ өргөсдөг, дараа нь гурав дахь нь. Туршилт бүрт тэд цилиндр хэлбэртэй савнаас хамаагүй их эсвэл бага ус авах шаардлагатай гэдэгт итгэлтэй байдаг бөгөөд усны түвшин заасан түвшинд хүрсэн тохиолдолд даралт нь ижил хэвээр байна. Энэ бол Паскалийн парадокс юм.

б) Шилний устай наалдсан байдал.ТУРШИЛТ No 7. Холбоо барих савны шингэний тэнцвэр.

харилцах хөлөг онгоц, аяга ус, дэлгэц.

a) Эхлээд резинэн хоолойгоор хоорондоо холбогдсон шилэн хоолой хэлбэрийн хоёр холбоо барих хөлөг онгоцоор туршилт хийж, нэгэн төрлийн шингэн ижил түвшинд байрлаж байгааг тогтоов. Дараа нь тэд өөр хоорондоо ижил хөндлөн огтлолын хэвтээ хоолойгоор холбогдсон янз бүрийн хэлбэртэй, өөр өөр хэсэг бүхий 4-5 шилэн хоолойноос бүрдэх үзүүлэнгийн төхөөрөмж рүү шилждэг. Эдгээр хоолойнууд дахь нэгэн төрлийн шингэний тэнцвэрийг харуулахын тулд бага зэрэг өнгөтэй усыг өргөн хоолойгоор хийнэ. Усны өндрийн хагасаас бага зэрэг дээш гарахад маш их ус аваарай. Төхөөрөмжийн ард цагаан дэлгэц байрлуулж, сурагчдын анхаарлыг бүх хоолойд ижил хэвтээ шулуун дээр байрлах шингэний түвшинд хандуулдаг. Хэрэв та төхөөрөмжийг баруун эсвэл зүүн тийш хазайлгах юм бол хоолой дахь шингэний түвшин дахин хэвтээ түвшинд хэвээр үлдэнэ.

Эхлээд өнгөт усыг 100-150 мм өндөрт хоолой руу хийнэ. Дараа нь нэг салбар руу устай холилдохгүй өөр шингэн, жишээлбэл, бензин эсвэл керосин цутгадаг. Зурагт үзүүлсэн шиг шингэнийг суурилуулна.

Даалгавар: Захирагчийг ашиглан шингэн ба усны баганын хилийг тэмдэглэж, эдгээр өндрийн харьцаа нь шингэний нягттай урвуу хамааралтай эсэхийг шалгаарай.

ТУРШИЛ No8. Архимедийн хууль.

б) Шилний устай наалдсан байдал.Архимед хувин, бүх нийтийн tripod, цутгах сав, химийн шил.

Архимедийн хуулийн хүчинтэй байдлыг бие биетэйгээ холбосон хувин, цилиндр, дискний заагчтай пүршний динамометр зэргээс бүрдсэн төхөөрөмж ашиглан харуулав. Пүршний суналт нь хавчаараар тэмдэглэгдсэн байдаг.

Туршилтын өмнө тэд хувингийн багтаамж нь цилиндрийн эзэлхүүнтэй тохирч байгааг харуулж байна. Зургийн дагуу угсралтыг угсарна. Заагч дискний байрлалд анхаарлаа хандуулж, түүний байрлалыг сумаар тэмдэглээрэй.

Цилиндрийг устай саванд буулгана.

Энэ тохиолдолд усны нэг хэсэг нь савнаас цутгаж байна.Заагч сумны байрлалд сурагчдын анхаарлыг хандуул.
Асгарсан усыг хувин руу хийнэ.Дахин суманд анхаарлаа хандуулаарай.

Тэд дүгнэлт гаргадаг.

Хичээл

Сэдэв:

Шингэн ба хийгээр даралтыг дамжуулах.

Хичээлийн зорилго

: оюутнуудад шингэн ба хийн даралтын талаар шинэ мэдлэг олж авах нөхцлийг бүрдүүлэх.

Хичээлийн зорилго:

Боловсролын:

Шингэн дэх даралт, шингэнээр даралтыг дамжуулах тухай ойлголтыг оюутнуудад танилцуулах.

Хөгжлийн:

Материалыг чадварлаг, логикоор шинжлэх, харьцуулах, танилцуулах чадварыг хөгжүүлэх;

Боловсролын::

Нарийвчлал, сонсох, сонсох чадварыг хөгжүүлэх;

Хичээлийн төрөл: шинэ материал сурах

Хичээлийн явц:

I. Ангийн зохион байгуулалт.

II. Мэдлэгийг шинэчлэх. Урд талын судалгаа

Хатуу бодисын даралт юунаас хамаардаг вэ?

Хийнүүд хэрхэн даралт үүсгэдэг вэ?Хийн даралт юунаас хамаардаг вэ?. Шинэ мэдлэг сурах.

Тиймээс бид таамаглал дэвшүүлэв: шингэн нь даралт үүсгэдэг. Энэ таамаглалыг хэрхэн шалгах вэ?

Шингэн нь дэлхий дээрх бүх биетүүдийн нэгэн адил таталцлын нөлөөнд автдаг. Тиймээс саванд цутгаж буй шингэний давхарга бүр өөрийн жингээрээ бусад давхаргад дарамт үүсгэдэг бөгөөд энэ нь Паскалийн хуулийн дагуу бүх чиглэлд дамждаг. Тиймээс шингэний дотор даралт байдаг.

Туршлага 1. Шингэн доторх даралт байгааг батлах туршилт.

Шингэний жингийн дагуу хоолойд ус хийнэ, резинэн хальс нь нугалж болно.

Асуултууд:

Резинэн хальс хэр удаан унжих вэ?

Хэрэв та шингэний баганыг нэмэгдүүлбэл юу болох вэ?

Туршилт 2. Шингэн доторх даралт байгааг батлах туршилт.(нүх нь резинэн хальсаар хучигдсан шилэн хоолой, нэг аяга ус)

Туршилт 3. Нэг түвшинд шингэний даралт ижил байгааг харуулсан туршлага.(резин хальсаар хучсан хажуугийн нүхтэй шилэн хоолой, аяга ус)

II. Мэдлэгийг шинэчлэх. Туршлагаас харахад шингэн дотор даралт байгаа бөгөөд ижил түвшинд бүх чиглэлд тэнцүү байна. Гүн гүнзгийрэх тусам даралт нэмэгддэг.

Туршилт 4. Шингэн нь савны хананд үйлчилж, даралт нь гүнд өөрчлөгддөгийг харуулсан туршилт. (нэг аяга ус доод талаас өөр өөр өндөрт хажуугийн гадаргуу дээр гурван жижиг нүх гаргадаг).

Янз бүрийн өндөрт хажуугийн гадаргуу дээр гурван жижиг нүх гаргасан өндөр савыг авцгаая. Тэднийг хааж, савыг усаар дүүргэцгээе. Дараа нь нүхийг онгойлгож, юу болохыг харцгаая.

II. Мэдлэгийг шинэчлэх. Шингэн доторх даралт өөр өөр өндөрт өөр өөр байдаг. Энэ нь гүнзгийрэх тусам нэмэгддэг.

Туршилт 5. Шингэний даралтын өөрчлөлтийг гүнд харуулсан туршилт.

Шилэн хоолой, утсан дээрх гэрлийн дискийг ав. Унаж буй ёроолтой савыг авахын тулд утсыг татъя. Үүссэн савыг устай саванд дүрнэ.

Асуулт: Утас татахгүй байсан ч ёроол нь яагаад унахгүй байна вэ?

Сав руу бага зэрэг өнгөт ус хийнэ, ингэснээр түүний түвшин савны усны түвшнээс доогуур байна.

Асуулт: Бид юу харж байна вэ?

Шилэн уснаас үлдсэн усыг нэмнэ. Сав дахь өнгөт усны давхаргын өндөр нэмэгдэх болно.

Асуулт: Бид юу харж байна вэ? Яагаад ёроол нь унасан бэ?

II. Мэдлэгийг шинэчлэх. Даралт гүн нэмэгдэх тусам нэмэгддэг.

Дасгал: Сурах бичгийн хуудаснаас дүгнэлтийг олж уншаад дэвтэртээ бичээрэй.

Энэ талаараа хий нь шингэнээс ялгаатай биш юм. Гэхдээ хийн нягт нь шингэний нягтаас хэдэн зуу дахин бага гэдгийг бид санах ёстой. Сав дахь хийн жин бага байдаг тул олон тохиолдолд түүний даралтыг үл тоомсорлож болно.

IV.Мэдлэгийг нэгтгэх, тодруулах:

Шингэн ба хий даралтыг хэрхэн дамжуулдаг вэ?

Шингэн ба хий яагаад бүх чиглэлд даралтыг жигд дамжуулдаг вэ?

Шингэн доторх даралтыг яаж батлах вэ өөр өөр түвшинөөр, гэхдээ бүх чиглэлд ижил түвшинд байна уу?

Яагаад жингийн улмаас үүссэн хийн даралтыг олон тохиолдолд тооцдоггүй вэ?

В.Гэрийн даалгавар:

VI.Тусгал

Өгүүлбэрийг гүйцээнэ үү Өнөөдөр хичээл дээр би сурсан...