液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。 液体的压强随深度增加而增大。在同一深度,液体向各个方向的
压强相等;不同液体的压强还跟密度有关系。液体压强的计算
由于在同一深度,液体向各个方向的压强相等,我们只要算出某一深度液体竖直向下的压强,也就同时知道了液体在这一深度各个方向上的压强。
假如要知道水面下 20 厘米处竖直向下的压强,可以设想在 20 厘米深处有个水平放置的正方形平面,边长为 1 厘米■(图 10—14),计算这个正方形平面上方的 20 厘米高的水柱对这个底面的压强。
同学们可以按下面的步骤思考: 1.这个水柱的体积多大?V=Sh
=20 厘米 2。2.这个水柱的质量多大?m=ρV=ρsh
=20 克 。3.这个水柱有多重?对底面的压力是多少牛?(取 g=10 牛/千克)
F=G=mg=ρgsh=0.2 牛。
- 底面受到的压强是多少帕?ρ = F = ρgh
S
=2000 帕。
因此,深度为 h 处液体的压强为
p=ρgh。
注意,利用这个公式计算液体压强的时候,ρ的单位一定要用千克/ 米 3,h 的单位要用米,计算出的压强单位 才是帕。
根据上面推出的计算液体压强的公式,想一想,液体的压强跟哪些因素有关系?是什么关系?跟所取的面积有关系吗?
〔例题〕计算图 10—15 中甲、乙两个煤油柱对底面产生的压强和压力。(取 g=10 牛/千克)
煤油柱对底面产生的压强只跟深度有关系,跟底面积没有关系,图
10—15 中甲、乙两个煤油柱的高度相同,所以对底面产生的压强也相同。已知:g=10 牛/千克,ρ煤油=800 千克/米 3,h 甲=h 乙=20 厘米=0.2
米,S 甲=1 厘米×1 厘米=10-4 米 2,
S 乙=3 厘米×3 厘米=9×10-4 米 2。求:p 甲,p 乙,F 甲,F 乙。
解:p 甲=ρ煤油gh 甲=800 千克/米 3×10 牛/千克×0.2 米=1600 牛/米
2=1600 帕。
因为 h 乙=h 甲,所以 p 乙=p 甲=1600 帕。
F 甲=P 甲S 甲=1600 帕×10-4 米 2=0.16 牛。
F 乙=p 乙S 乙=1600 帕×9×10-4 米 2=1.44 牛。
答:两个煤油柱对底面的压强相等,都是 1600 帕。甲对底面的压力
为 0.16 牛,乙对底面的压力为 1.44 牛。