ความดันบนและล่าง: มันหมายความว่าอะไร? แรงกดดันต่อหุ่น: คำจำกัดความคำอธิบายด้วยคำง่ายๆ

ฟิสิกส์เป็นวิชาที่ยาก ไม่ใช่ทุกคนที่จะเข้าใจมันได้

มีคำศัพท์และสูตรทางฟิสิกส์ที่น่าสนใจมากมาย

ข้อมูลที่เป็นประโยชน์ - วัดความดันเป็นปาสคาล

สำหรับตัวอักษรที่แสดงถึงความกดดันในวิชาฟิสิกส์ - ตัวอักษรละติน P

P ไม่มีอะไรจะเพิ่มเติม แต่ความยาวข้อความควรเป็น 40)

ความดันคือปริมาณทางกายภาพ มันถูกกำหนดให้เป็นแรงกดบนพื้นผิวใด ๆ ที่สัมพันธ์กับพื้นที่ของพื้นผิวนั้น.

ความดันทางกายภาพจะแสดงด้วยขนาดเล็ก ตัวอักษรภาษาอังกฤษร.

ตัวอักษร F แสดงถึงแรงกด และตัวอักษร S แสดงถึงพื้นที่ผิว

วัดความดัน N/m2 (นิวตันต่อตารางเมตร) ค่านี้สามารถแปลงเป็นปาสคาล (Pa) หนึ่ง Pa จะเท่ากับหนึ่ง N/m

คำตอบสำหรับคำถามง่ายๆ นี้มาจากสาขาฟิสิกส์ ซึ่งเป็นหลักสูตรเริ่มต้นที่สอน โรงเรียนมัธยมปลาย- ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ฉันจำได้ชัดเจนว่าตัวอักษรที่แสดงถึงความกดดันคือ p และสูตรคือ p=f/s สูตรนี้มีอยู่ในตำราฟิสิกส์ทุกเล่ม

เท่าที่จำได้จาก. บทเรียนของโรงเรียนฟิสิกส์ ระบุความดัน อักษรละตินพี ฉันคิดว่าไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลงในหลายปีที่ผ่านมา ความดันวัดเป็นปาสคาล (แสดงด้วย Pa หรือ Pa ในตัวอักษรละติน)

ฉันยังจำได้จากบทเรียนฟิสิกส์ว่าความดันวัดเป็นปาสคาล และหน่วยนี้ถูกกำหนดในระบบ SI เป็น Pa ฉันคิดว่าหน่วยวัดดังกล่าวไม่เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาเนื่องจากถูกประดิษฐ์ขึ้นเมื่อนานมาแล้วและทุกคนก็ใช้มัน

ความดันคือปริมาณทางกายภาพที่แสดงลักษณะของการกระจายแรงเหนือพื้นที่ที่ใช้แรงนั้น อัตราส่วนของแรง F ต่อพื้นที่ผิว S แสดงถึงความดันซึ่งเขียนเป็นสูตร



ในสูตรละตินนี้ ตัวอักษร P ย่อมาจาก ปริมาณทางกายภาพ- ความดัน.

เมื่อใช้สูตรนี้ คุณสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงของความดันได้ เช่น หากต้องการเพิ่มแรงกดจะต้องเพิ่มแรง (ค่าในตัวเศษ) หรือลดพื้นที่ใช้งาน (ตัวส่วน)

ตามที่ระบุไว้อย่างถูกต้องข้างต้น แรงกดดันในวิชาฟิสิกส์แสดงด้วยตัวอักษร P- และหน่วยวัดความดันในระบบหน่วยสากล (SI) ก็คือ ปาสคาล (Pa) นั่นเอง

ปริมาณทางกายภาพนี้เป็นชื่อของนักวิทยาศาสตร์และนักเขียนชาวฝรั่งเศสผู้มีความสามารถมากที่สุดแห่งศตวรรษที่ 17 คือ เบลส ปาสคาล ผู้ซึ่งสำหรับเขา ชีวิตสั้น(อายุ 39 ปี) ไม่เพียงพิสูจน์ความมีอยู่ของความดันบรรยากาศเท่านั้น แต่ยังได้ทำการวิจัยและการทดลองจำนวนมากอีกด้วย ปาสคาลมีจุดอ่อนเป็นพิเศษในด้านคณิตศาสตร์ ซึ่งบางครั้งเขาก็ค้นพบสิ่งใหม่ๆ ในคืนเดียว ลองนึกภาพว่าเขาเป็นหนึ่งในผู้สร้าง การวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์เรขาคณิตฉายภาพ ทฤษฎีความน่าจะเป็น และเหนือสิ่งอื่นใด - ผู้ประดิษฐ์เครื่องจักรคำนวณเครื่องแรก - ต้นแบบของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่!

อย่างไรก็ตาม สิ่งที่สำคัญที่สุดคือชื่อเสียงและความมั่งคั่งไม่ได้ทำให้จิตใจของชายผู้ยิ่งใหญ่แข็งกระด้าง จนถึงวาระสุดท้ายของชีวิต เบลส ปาสคาล ได้ดูแลประชาชนทั่วไป โดยแบ่งรายได้ส่วนใหญ่ของเขาให้กับองค์กรการกุศล





เครื่องคำนวณของปาสคาล



เท่าที่ฉันจำได้ ความกดดันจะแสดงด้วยตัวอักษร P นอกจากนี้ คุณสามารถใช้ทั้งตัวพิมพ์ใหญ่และตัวพิมพ์เล็ก P ได้

ตัวอย่างเช่น นี่คือสูตรสำหรับแรงดันแก๊สส่วนเกิน:



สูตรประกอบด้วย 3 p - นั่นคือทั้งหมด ประเภทต่างๆความดัน. ตัวอักษรที่อยู่ถัดจาก p บ่งบอกถึงประเภทของแรงกด ใน ในกรณีนี้:

พีและมีความกดดันมากเกินไป

พี- กดดันเต็มที่

พีเอ - ความดันบรรยากาศ.

หน่วยวัดปริมาณทางกายภาพ (ความดัน) ในระบบหน่วยคือ Pa (ปาสคาล) หน่วยนี้ตั้งชื่อตามชาวฝรั่งเศสผู้โด่งดัง นักวิทยาศาสตร์และนักปรัชญา เบลส ปาสคาล (ค.ศ. 1623 - 1662) อย่างไรก็ตามหนึ่งในภาษาการเขียนโปรแกรม Pascal ก็ตั้งชื่อตามเขาเช่นกัน

ในวิชาฟิสิกส์ ตัวอักษร p (ภาษาอังกฤษตัวพิมพ์เล็ก) ใช้เพื่อแสดงถึงแรงกดดัน





ตัวอักษรแสดงความกดดันมีลักษณะดังนี้: พี- ในระบบ C วัดความดันเป็นปาสคาล (Pa) คุณสามารถพูดอะไรเกี่ยวกับความกดดันได้อีก? บางทีคำจำกัดความทางกายภาพของมันก็คือว่ามันคืออะไร และมันแสดงถึงสิ่งนี้: แรงที่กระทำต่อหน่วยของพื้นผิวที่อยู่ภายในร่างกายคือแรงกด และในสูตรจะมีลักษณะดังนี้ p=F/S

เป็นอัตราส่วนของแรงที่กระทำต่อพื้นผิวที่ตั้งฉากกับพื้นผิวนั้นต่อพื้นที่ของพื้นผิวนั้น

หน่วยวัดความดันมีหน่วยวัดเป็น SI = 1Pa (ปาสคาล)

ผู้ชายที่มีและไม่มีสกี

คนๆ หนึ่งเดินบนหิมะที่ตกลงมาด้วยความยากลำบาก จมลึกลงไปทุกย่างก้าว แต่เมื่อสวมสกีแล้วเขาสามารถเดินได้โดยไม่เกือบจะล้มลงไป ทำไม ไม่ว่าจะเล่นสกีหรือไม่ก็ตาม บุคคลหนึ่งจะกระทำบนหิมะด้วยแรงเท่ากันกับน้ำหนักของเขา อย่างไรก็ตาม ผลกระทบของแรงนี้จะแตกต่างกันในทั้งสองกรณี เนื่องจากพื้นที่ผิวที่บุคคลกดนั้นแตกต่างกัน ทั้งแบบมีสกีและไม่มีสกี เกือบ 20 เท่าของพื้นที่ผิวสกี พื้นที่มากขึ้นพื้นรองเท้า ดังนั้นในขณะที่ยืนอยู่บนสกี คน ๆ หนึ่งจะกระทำทุกอย่าง ตารางเซนติเมตรพื้นที่ผิวหิมะด้วยแรงน้อยกว่าการยืนบนหิมะโดยไม่เล่นสกีถึง 20 เท่า

นักเรียนคนหนึ่งใช้กระดุมปักหนังสือพิมพ์ไว้บนกระดาน ทำหน้าที่กดแต่ละปุ่มด้วยแรงเท่ากัน อย่างไรก็ตาม กระดุมที่มีปลายแหลมกว่าจะเจาะเข้าไปในไม้ได้ง่ายกว่า

ซึ่งหมายความว่าผลลัพธ์ของแรงไม่เพียงขึ้นอยู่กับโมดูลัส ทิศทาง และจุดใช้งานเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับพื้นที่ของพื้นผิวที่ใช้ (ตั้งฉากกับที่แรงกระทำ)

ข้อสรุปนี้ได้รับการยืนยันจากการทดลองทางกายภาพ

ประสบการณ์ ผลลัพธ์ของการกระทำของแรงที่กำหนดนั้นขึ้นอยู่กับแรงที่กระทำต่อพื้นที่ผิวหน่วย

คุณต้องตอกตะปูเข้าที่มุมกระดานเล็ก ขั้นแรก ให้ตอกตะปูที่ตอกลงบนกระดานบนพื้นทรายโดยให้หงายขึ้น และวางน้ำหนักไว้บนกระดาน ในกรณีนี้หัวเล็บจะถูกกดลงบนทรายเพียงเล็กน้อยเท่านั้น จากนั้นเราพลิกกระดานแล้ววางตะปูไว้ที่ขอบ ในกรณีนี้พื้นที่รองรับมีขนาดเล็กลงและภายใต้แรงเดียวกันเล็บจะเจาะลึกลงไปในทรายมากขึ้น

ประสบการณ์. ภาพประกอบที่สอง

ผลลัพธ์ของการกระทำของแรงนี้ขึ้นอยู่กับว่าแรงใดที่กระทำต่อพื้นที่ผิวแต่ละหน่วย

จากตัวอย่างที่พิจารณา แรงกระทำในแนวตั้งฉากกับพื้นผิวของร่างกาย น้ำหนักของชายคนนั้นตั้งฉากกับพื้นผิวหิมะ แรงที่กระทำต่อปุ่มจะตั้งฉากกับพื้นผิวของกระดาน

ปริมาณเท่ากับอัตราส่วนของแรงที่ทำตั้งฉากกับพื้นผิวต่อพื้นที่ของพื้นผิวนี้เรียกว่าความดัน.

ในการกำหนดความดัน แรงที่ทำตั้งฉากกับพื้นผิวจะต้องหารด้วยพื้นที่ผิว:

ความดัน = แรง / พื้นที่.

ให้เราแสดงปริมาณที่รวมอยู่ในนิพจน์นี้: ความดัน - พีแรงที่กระทำต่อพื้นผิวคือ เอฟและพื้นที่ผิว - ส.

จากนั้นเราจะได้สูตร:

พี = F/S

เห็นได้ชัดว่าแรงที่ใหญ่กว่าซึ่งกระทำต่อพื้นที่เดียวกันจะทำให้เกิดแรงกดดันมากขึ้น

หน่วยความดันถือเป็นความดันที่เกิดจากแรง 1 N ซึ่งกระทำบนพื้นผิวโดยมีพื้นที่ 1 m2 ตั้งฉากกับพื้นผิวนี้.

หน่วยความดัน - นิวตันต่อ ตารางเมตร (1 นิวตัน/ตรม.) เพื่อเป็นเกียรติแก่นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส เบลส ปาสคาล มันเรียกว่าปาสคาล ( ป้า- ดังนั้น,

1 ปาสกาล = 1 นิวตัน/ตรม.

นอกจากนี้ยังใช้หน่วยความดันอื่น: เฮกโตปาสคาล (ฮปา) และ กิโลปาสคาล (ปาสคาล).

1 กิโลปาสคาล = 1,000 ปาสคาล;

1 เฮกโตพาสคาล = 100 ปาสกาล;

1 ปาสกาล = 0.001 ปาสคาล;

1 ปาสกาล = 0.01 ปาสคาล

มาเขียนเงื่อนไขของปัญหาและแก้ไขกัน

ที่ให้ไว้ : ม. = 45 กก., ส = 300 ซม. 2; พี = ?

ในหน่วย SI: S = 0.03 m2

สารละลาย:

พี = เอฟ/ส,

เอฟ = ป,

ป = กรัม ม,

ป= 9.8 นิวตัน · 45 กก. กลับไปยัง 450 นิวตัน

พี= 450/0.03 นิวตัน/เมตร2 = 15000 ปาสกาล = 15 กิโลปาสคาล

"คำตอบ": p = 15,000 Pa = 15 kPa

วิธีลดและเพิ่มแรงกดดัน

รถแทรคเตอร์ตีนตะขาบหนักสร้างแรงกดดันบนดินเท่ากับ 40 - 50 kPa นั่นคือ มากกว่าแรงกดดันของเด็กชายที่มีน้ำหนัก 45 กิโลกรัมเพียง 2 - 3 เท่า สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าน้ำหนักของรถแทรกเตอร์ถูกกระจายไปทั่วพื้นที่ขนาดใหญ่เนื่องจากการขับเคลื่อนบนราง และเราได้สถาปนาสิ่งนั้นแล้ว ยิ่งพื้นที่รองรับมีขนาดใหญ่เท่าใด แรงกดดันที่เกิดจากแรงเดียวกันบนส่วนรองรับนี้ก็น้อยลงเท่านั้น .

พื้นที่รองรับจะเพิ่มขึ้นหรือลดลง ขึ้นอยู่กับว่าต้องการแรงดันต่ำหรือสูง ตัวอย่างเช่นเพื่อให้ดินทนทานต่อแรงกดดันของอาคารที่กำลังสร้างพื้นที่ส่วนล่างของฐานรากจึงเพิ่มขึ้น

ยาง รถบรรทุกและล้อลงจอดของเครื่องบินนั้นกว้างกว่ารถยนต์นั่งส่วนบุคคลมาก ยางรถยนต์ที่ออกแบบมาเพื่อการขับขี่ในทะเลทรายนั้นมีความกว้างเป็นพิเศษ

ยานพาหนะหนัก เช่น รถแทรคเตอร์ รถถัง หรือยานพาหนะในหนองน้ำซึ่งมีพื้นที่รองรับขนาดใหญ่ของรางรถไฟจะผ่านพื้นที่หนองน้ำซึ่งไม่มีผู้ใดสามารถผ่านได้

ในทางกลับกัน ด้วยพื้นที่ผิวขนาดเล็ก สามารถสร้างแรงกดดันจำนวนมากได้ด้วยแรงเพียงเล็กน้อย ตัวอย่างเช่นเมื่อกดปุ่มบนกระดานเราจะดำเนินการกับมันด้วยแรงประมาณ 50 นิวตัน เนื่องจากพื้นที่ปลายปุ่มอยู่ที่ประมาณ 1 มม. 2 แรงกดที่เกิดจากมันจะเท่ากับ:

p = 50 N / 0.000 001 m 2 = 50,000,000 Pa = 50,000 kPa

สำหรับการเปรียบเทียบ แรงดันนี้มากกว่าแรงดันที่รถแทรคเตอร์ตีนตะขาบบนพื้นถึง 1,000 เท่า คุณสามารถหาตัวอย่างดังกล่าวได้อีกมากมาย

ใบมีดของเครื่องมือตัดและปลายของเครื่องมือเจาะ (มีด กรรไกร คัตเตอร์ เลื่อย เข็ม ฯลฯ) ได้รับการลับให้คมเป็นพิเศษ ขอบที่แหลมของใบมีดคมนั้นมีพื้นที่ขนาดเล็ก ดังนั้นแม้แต่แรงเพียงเล็กน้อยก็สร้างแรงกดดันได้มาก และเครื่องมือนี้ใช้งานได้ง่าย

อุปกรณ์ตัดและเจาะยังพบได้ในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต เช่น ฟัน กรงเล็บ จะงอยปาก หนามแหลม ฯลฯ ซึ่งทั้งหมดนี้ทำจากวัสดุแข็ง เรียบและคมมาก

ความดัน

เป็นที่รู้กันว่าโมเลกุลของก๊าซเคลื่อนที่แบบสุ่ม

เรารู้อยู่แล้วว่าก๊าซต่างจากของแข็งและของเหลวที่บรรจุอยู่ในภาชนะทั้งหมดซึ่งมีก๊าซอยู่ เช่นถังเก็บแก๊สเหล็ก, ห้อง ยางรถยนต์หรือวอลเลย์บอล ในกรณีนี้ ก๊าซจะออกแรงกดบนผนัง ด้านล่าง และฝาของกระบอกสูบ ห้องหรือส่วนอื่นๆ ที่ก๊าซนั้นตั้งอยู่ แรงดันแก๊สเกิดจากปัจจัยอื่นที่ไม่ใช่แรงดัน แข็งบนการสนับสนุน

เป็นที่รู้กันว่าโมเลกุลของก๊าซเคลื่อนที่แบบสุ่ม ขณะที่พวกมันเคลื่อนที่ พวกมันก็จะชนกัน เช่นเดียวกับผนังของภาชนะที่บรรจุก๊าซอยู่ มีโมเลกุลจำนวนมากในก๊าซ ดังนั้นจำนวนผลกระทบของมันจึงมีมาก ตัวอย่างเช่นจำนวนผลกระทบของโมเลกุลอากาศในห้องบนพื้นผิวที่มีพื้นที่ 1 ซม. 2 ใน 1 วินาทีจะแสดงเป็นตัวเลขยี่สิบสามหลัก แม้ว่าแรงกระแทกของแต่ละโมเลกุลจะมีน้อย แต่ผลกระทบของโมเลกุลทั้งหมดที่อยู่บนผนังของถังก็มีความสำคัญเช่นกัน โดยจะทำให้เกิดแรงดันแก๊ส

ดังนั้น, ความดันของก๊าซที่ผนังถัง (และบนตัวถังที่บรรจุก๊าซ) เกิดจากการกระทบของโมเลกุลของก๊าซ .

พิจารณาการทดลองต่อไปนี้ วางลูกยางไว้ใต้กระดิ่งปั๊มลม ประกอบด้วยอากาศจำนวนเล็กน้อยและมี รูปร่างไม่สม่ำเสมอ- จากนั้นเราก็สูบลมออกจากใต้กระดิ่ง เปลือกของลูกบอลซึ่งอากาศรอบๆ มีการทำให้บริสุทธิ์มากขึ้นเรื่อยๆ จะค่อยๆ พองตัวและกลายเป็นรูปร่างของลูกบอลปกติ

จะอธิบายประสบการณ์นี้อย่างไร?

กระบอกเหล็กทนทานพิเศษใช้สำหรับจัดเก็บและขนส่งก๊าซอัด

ในการทดลองของเรา โมเลกุลของก๊าซที่เคลื่อนที่ชนผนังลูกบอลทั้งภายในและภายนอกอย่างต่อเนื่อง เมื่ออากาศถูกสูบออก จำนวนโมเลกุลในระฆังที่อยู่รอบเปลือกลูกบอลจะลดลง แต่ภายในลูกบอลหมายเลขของพวกเขาไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นจำนวนแรงกระแทกของโมเลกุลที่ผนังด้านนอกของเปลือกจึงน้อยกว่าจำนวนแรงกระแทกที่ผนังด้านใน ลูกบอลจะพองตัวจนกระทั่งแรงยืดหยุ่นของเปลือกยางมีค่าเท่ากับแรงของแรงดันแก๊ส เปลือกของลูกบอลมีรูปร่างเหมือนลูกบอล นี่แสดงให้เห็นว่า แก๊สจะกดทับผนังทุกทิศทางเท่าๆ กัน- กล่าวอีกนัยหนึ่ง จำนวนการกระแทกของโมเลกุลต่อพื้นที่ผิวตารางเซนติเมตรจะเท่ากันในทุกทิศทาง ความดันเดียวกันในทุกทิศทางเป็นลักษณะของก๊าซและเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลจำนวนมาก

ลองลดปริมาตรของก๊าซ แต่เพื่อให้มวลของมันยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งหมายความว่าในก๊าซทุกๆ ลูกบาศก์เซนติเมตร จะมีโมเลกุลมากขึ้น ความหนาแน่นของก๊าซก็จะเพิ่มขึ้น จากนั้นจำนวนผลกระทบของโมเลกุลบนผนังจะเพิ่มขึ้นเช่น แรงดันแก๊สจะเพิ่มขึ้น สิ่งนี้สามารถยืนยันได้จากประสบการณ์

ในภาพ กแสดงให้เห็นหลอดแก้วซึ่งปลายด้านหนึ่งปิดด้วยฟิล์มยางบางๆ ใส่ลูกสูบเข้าไปในท่อ เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่เข้าไป ปริมาตรอากาศในท่อจะลดลง กล่าวคือ ก๊าซถูกบีบอัด ฟิล์มยางโค้งงอออกไปด้านนอก แสดงว่าแรงดันอากาศในท่อเพิ่มขึ้น

ในทางตรงกันข้าม เมื่อปริมาตรของก๊าซที่มีมวลเท่ากันเพิ่มขึ้น จำนวนโมเลกุลในแต่ละลูกบาศก์เซนติเมตรก็จะลดลง วิธีนี้จะช่วยลดจำนวนการกระแทกบนผนังของถัง - แรงดันแก๊สจะน้อยลง อันที่จริงเมื่อดึงลูกสูบออกจากท่อ ปริมาตรอากาศจะเพิ่มขึ้นและฟิล์มจะโค้งงอภายในถัง สิ่งนี้บ่งชี้ว่าความดันอากาศในท่อลดลง ปรากฏการณ์เดียวกันนี้จะสังเกตได้หากมีก๊าซอื่นอยู่ในท่อแทนอากาศ

ดังนั้น, เมื่อปริมาตรของแก๊สลดลง ความดันของแก๊สจะเพิ่มขึ้น และเมื่อปริมาตรเพิ่มขึ้น ความดันจะลดลง โดยมีเงื่อนไขว่ามวลและอุณหภูมิของแก๊สไม่เปลี่ยนแปลง.

ความดันของก๊าซจะเปลี่ยนไปอย่างไรหากได้รับความร้อนที่ปริมาตรคงที่? เป็นที่ทราบกันดีว่าความเร็วของโมเลกุลของก๊าซจะเพิ่มขึ้นเมื่อถูกความร้อน เมื่อเคลื่อนที่เร็วขึ้นโมเลกุลจะชนผนังภาชนะบ่อยขึ้น นอกจากนี้แต่ละผลกระทบของโมเลกุลบนผนังจะแข็งแกร่งขึ้น ส่งผลให้ผนังของถังได้รับแรงกดดันมากขึ้น

เพราะฉะนั้น, ยิ่งอุณหภูมิของแก๊สสูงเท่าใด แรงดันแก๊สในภาชนะปิดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นโดยมีเงื่อนไขว่ามวลและปริมาตรของก๊าซไม่เปลี่ยนแปลง

จากการทดลองเหล่านี้สรุปได้โดยทั่วไปว่า แรงดันแก๊สจะเพิ่มขึ้นเมื่อโมเลกุลชนผนังถังบ่อยและแรงขึ้น .

ในการจัดเก็บและขนส่งก๊าซ ก๊าซเหล่านี้จะถูกบีบอัดอย่างมาก ในขณะเดียวกันความดันก็เพิ่มขึ้นก๊าซจะต้องถูกปิดล้อมในกระบอกสูบพิเศษและทนทานมาก ตัวอย่างเช่น กระบอกสูบดังกล่าวประกอบด้วยอากาศอัดในเรือดำน้ำและออกซิเจนที่ใช้ในการเชื่อมโลหะ แน่นอนว่าเราต้องจำไว้เสมอว่า ถังแก๊สไม่สามารถให้ความร้อนได้ โดยเฉพาะเมื่อเติมแก๊ส เพราะตามที่เราเข้าใจแล้ว การระเบิดสามารถเกิดขึ้นได้พร้อมกับผลที่ไม่พึงประสงค์อย่างมาก

กฎของปาสคาล

แรงดันถูกส่งไปยังทุกจุดในของเหลวหรือก๊าซ

แรงดันของลูกสูบจะถูกส่งไปยังแต่ละจุดของของเหลวที่เติมลูกบอล

ตอนนี้ติดแก๊สแล้ว

ต่างจากของแข็ง แต่ละชั้นและอนุภาคขนาดเล็กของของเหลวและก๊าซสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระโดยสัมพันธ์กันในทุกทิศทาง ตัวอย่างเช่น เป่าแก้วเบาๆ บนผิวน้ำเพื่อทำให้น้ำเคลื่อนที่ก็เพียงพอแล้ว ในแม่น้ำหรือทะเลสาบ สายลมเพียงเล็กน้อยทำให้เกิดระลอกคลื่น

การเคลื่อนที่ของอนุภาคก๊าซและของเหลวอธิบายได้ แรงกดดันที่กระทำต่อสิ่งเหล่านี้ไม่เพียงแต่ส่งไปในทิศทางของแรงเท่านั้น แต่ยังส่งไปยังทุกจุดด้วย- ลองพิจารณาปรากฏการณ์นี้โดยละเอียด

ในภาพ กแสดงให้เห็นภาชนะที่บรรจุก๊าซ (หรือของเหลว) อนุภาคมีการกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งภาชนะ ถังปิดด้วยลูกสูบที่สามารถเลื่อนขึ้นลงได้

เราจะบังคับลูกสูบให้เคลื่อนที่เข้าด้านในเล็กน้อยและอัดแก๊ส (ของเหลว) ที่อยู่ด้านล่างลงไปโดยตรง จากนั้นอนุภาค (โมเลกุล) จะอยู่ในสถานที่นี้หนาแน่นมากขึ้นกว่าเดิม (รูปที่ b) เนื่องจากการเคลื่อนที่ อนุภาคของก๊าซจะเคลื่อนที่ไปทุกทิศทาง เป็นผลให้การจัดเรียงของพวกเขาจะสม่ำเสมออีกครั้ง แต่มีความหนาแน่นมากกว่าเมื่อก่อน (รูปที่ c) ดังนั้นแรงดันแก๊สจะเพิ่มขึ้นทุกที่ ซึ่งหมายความว่าแรงดันเพิ่มเติมจะถูกส่งไปยังอนุภาคของก๊าซหรือของเหลวทั้งหมด ดังนั้นหากความดันต่อก๊าซ (ของเหลว) ใกล้กับลูกสูบเพิ่มขึ้น 1 Pa แสดงว่าทุกจุด ข้างในก๊าซหรือของเหลวจะมีความดันเพิ่มขึ้นกว่าเดิมด้วยปริมาณที่เท่ากัน ความดันบนผนังถัง ก้น และลูกสูบจะเพิ่มขึ้น 1 Pa

ความดันที่กระทำต่อของเหลวหรือก๊าซจะถูกส่งผ่านไปยังจุดใดๆ เท่าๆ กันในทุกทิศทาง .

คำสั่งนี้เรียกว่า กฎของปาสคาล.

ตามกฎของปาสกาล เป็นเรื่องง่ายที่จะอธิบายการทดลองต่อไปนี้

ภาพแสดงลูกบอลกลวงที่มีรูเล็กๆ ตามจุดต่างๆ ท่อติดอยู่กับลูกบอลที่ใส่ลูกสูบเข้าไป หากคุณเติมน้ำลงในลูกบอลแล้วดันลูกสูบเข้าไปในท่อ น้ำจะไหลออกจากรูทั้งหมดในลูกบอล ในการทดลองนี้ ลูกสูบจะกดลงบนผิวน้ำในท่อ อนุภาคของน้ำที่อยู่ใต้ลูกสูบ ควบแน่น และถ่ายเทแรงดันไปยังชั้นอื่นๆ ที่อยู่ลึกลงไป ดังนั้นแรงดันของลูกสูบจึงถูกส่งไปยังแต่ละจุดของของเหลวที่เติมลูกบอล เป็นผลให้ส่วนหนึ่งของน้ำถูกผลักออกจากลูกบอลในรูปแบบของลำธารที่เหมือนกันซึ่งไหลจากทุกหลุม

หากลูกบอลเต็มไปด้วยควัน เมื่อลูกสูบถูกดันเข้าไปในท่อ ควันจำนวนเท่ากันจะเริ่มออกมาจากรูทั้งหมดในลูกบอล นี่เป็นการยืนยันว่า ก๊าซส่งแรงดันที่กระทำต่อพวกมันในทุกทิศทางอย่างเท่าเทียมกัน.

ความดันในของเหลวและก๊าซ

ภายใต้อิทธิพลของน้ำหนักของของเหลว ก้นยางในท่อจะโค้งงอ

ของเหลวก็เหมือนกับวัตถุอื่นๆ บนโลกที่ได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วง ดังนั้นของเหลวแต่ละชั้นที่เทลงในภาชนะจะสร้างแรงกดดันตามน้ำหนักของมัน ซึ่งตามกฎของปาสคาลนั้นจะถูกส่งไปทุกทิศทาง จึงมีแรงดันภายในของเหลว สิ่งนี้สามารถตรวจสอบได้จากประสบการณ์

เทน้ำลงในหลอดแก้ว โดยปิดรูด้านล่างด้วยฟิล์มยางบางๆ ภายใต้อิทธิพลของน้ำหนักของของเหลว ด้านล่างของท่อจะโค้งงอ

ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่ายิ่งคอลัมน์น้ำอยู่เหนือฟิล์มยางสูงเท่าไรก็ยิ่งโค้งงอมากขึ้นเท่านั้น แต่ทุกครั้งหลังจากที่ก้นยางโค้งงอ น้ำในท่อจะเข้าสู่สภาวะสมดุล (หยุด) เนื่องจากนอกเหนือจากแรงโน้มถ่วงแล้ว แรงยืดหยุ่นของฟิล์มยางที่ยืดออกยังทำปฏิกิริยากับน้ำด้วย

ภาพประกอบ.

ด้านล่างเคลื่อนออกจากกระบอกสูบเนื่องจากแรงกดดันจากแรงโน้มถ่วงที่มัน

ให้เราลดท่อที่มีก้นยางซึ่งมีน้ำเทลงในภาชนะอีกใบที่มีน้ำกว้างกว่า เราจะเห็นว่าเมื่อท่อถูกลดระดับลง ฟิล์มยางจะค่อยๆ ยืดตัวขึ้น การยืดฟิล์มให้ตรงทั้งหมดแสดงให้เห็นว่าแรงที่กระทำต่อฟิล์มจากด้านบนและด้านล่างเท่ากัน การยืดฟิล์มให้ตรงอย่างสมบูรณ์เกิดขึ้นเมื่อระดับน้ำในท่อและถังตรงกัน

การทดลองเดียวกันนี้สามารถทำได้โดยใช้ท่อที่มีฟิล์มยางปิดรูด้านข้าง ดังแสดงในรูป ก เรามาจุ่มหลอดนี้กับน้ำในภาชนะอีกใบที่มีน้ำดังแสดงในรูป ข- เราจะสังเกตเห็นว่าฟิล์มจะยืดตรงอีกครั้งทันทีที่ระดับน้ำในท่อและถังเท่ากัน ซึ่งหมายความว่าแรงที่กระทำต่อฟิล์มยางจะเท่ากันทุกด้าน

เรามาเอาภาชนะที่ก้นจะหลุดออกไปกันเถอะ มาใส่ในขวดน้ำกันเถอะ ก้นจะถูกกดให้แน่นจนถึงขอบภาชนะและไม่หลุดออก มันถูกกดด้วยแรงดันน้ำที่ส่งจากล่างขึ้นบน

เราจะเทน้ำลงในภาชนะอย่างระมัดระวังและเฝ้าดูก้นของมัน ทันทีที่ระดับน้ำในภาชนะตรงกับระดับน้ำในโถก็จะหลุดออกจากภาชนะ

ในช่วงเวลาของการแยก คอลัมน์ของเหลวในภาชนะกดจากบนลงล่าง และแรงดันจากคอลัมน์ของเหลวที่มีความสูงเท่ากัน แต่อยู่ในขวดจะถูกส่งจากล่างขึ้นบนลงล่าง แรงกดดันทั้งสองนี้เท่ากัน แต่ด้านล่างเคลื่อนออกจากกระบอกสูบเนื่องจากการกระทำที่เกิดขึ้น ความแข็งแกร่งของตัวเองแรงโน้มถ่วง.

การทดลองกับน้ำได้อธิบายไว้ข้างต้นแล้ว แต่ถ้าคุณใช้ของเหลวอื่นแทนน้ำ ผลลัพธ์ของการทดลองก็จะเหมือนเดิม

ดังนั้นการทดลองแสดงให้เห็นว่า มีแรงดันภายในของเหลวและในระดับเดียวกันจะมีค่าเท่ากันทุกทิศทาง ความดันเพิ่มขึ้นตามความลึก.

ก๊าซก็ไม่ต่างจากของเหลวในแง่นี้เพราะมันมีน้ำหนักเช่นกัน แต่เราต้องจำไว้ว่าความหนาแน่นของก๊าซนั้นน้อยกว่าความหนาแน่นของของเหลวหลายร้อยเท่า น้ำหนักของก๊าซในถังมีน้อย และความดัน "น้ำหนัก" ของแก๊สในหลายๆ กรณีสามารถมองข้ามไปได้

การคำนวณแรงดันของเหลวที่ด้านล่างและผนังของภาชนะ

การคำนวณแรงดันของเหลวที่ด้านล่างและผนังของภาชนะ

ลองพิจารณาว่าคุณสามารถคำนวณความดันของของเหลวที่ด้านล่างและผนังของภาชนะได้อย่างไร ขั้นแรกให้เราแก้ปัญหาสำหรับภาชนะที่มีรูปร่างคล้ายสี่เหลี่ยมด้านขนาน

ความแข็งแกร่ง เอฟซึ่งของเหลวที่เทลงในภาชนะนี้กดที่ก้นจะเท่ากับน้ำหนัก ปของเหลวในภาชนะ น้ำหนักของของเหลวสามารถกำหนดได้โดยการรู้มวลของมัน ม- ดังที่คุณทราบสามารถคำนวณมวลได้โดยใช้สูตร: ม. = ρ·วี- ปริมาตรของของเหลวที่เทลงในภาชนะที่เราเลือกนั้นคำนวณได้ง่าย หากความสูงของคอลัมน์ของเหลวในภาชนะแสดงด้วยตัวอักษร ชม.และพื้นที่ก้นลำ ส, ที่ วี = ส ชม.

มวลของเหลว ม. = ρ·วี, หรือ ม. = ρ ส ชม .

น้ำหนักของของเหลวนี้ P = กรัม ม, หรือ P = ก. ρ ส ชม.

เนื่องจากน้ำหนักของคอลัมน์ของเหลวเท่ากับแรงที่ของเหลวกดที่ด้านล่างของภาชนะแล้วจึงหารน้ำหนัก ปต่อพื้นที่ สเราจะได้แรงดันของไหล พี:

p = P/S หรือ p = g·ρ·S·h/S

เราได้สูตรคำนวณความดันของของเหลวที่ด้านล่างของภาชนะมา จากสูตรนี้ชัดเจนว่า ความดันของของเหลวที่ด้านล่างของถังจะขึ้นอยู่กับความหนาแน่นและความสูงของคอลัมน์ของเหลวเท่านั้น.

ดังนั้นเมื่อใช้สูตรที่ได้รับ คุณสามารถคำนวณความดันของของเหลวที่เทลงในภาชนะได้ รูปร่างใดก็ได้(พูดอย่างเคร่งครัด การคำนวณของเราเหมาะสำหรับภาชนะที่มีรูปร่างเป็นปริซึมตรงและทรงกระบอกเท่านั้น ในหลักสูตรฟิสิกส์ของสถาบัน ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสูตรนี้เป็นจริงสำหรับภาชนะที่มีรูปร่างตามใจชอบด้วย) นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อคำนวณความดันบนผนังของถังได้อีกด้วย ความดันภายในของเหลว รวมถึงความดันจากล่างขึ้นบนก็คำนวณโดยใช้สูตรนี้เช่นกัน เนื่องจากความดันที่ความลึกเท่ากันจะเท่ากันในทุกทิศทาง

เมื่อคำนวณความดันโดยใช้สูตร พี = กρhคุณต้องการความหนาแน่น ρ แสดงเป็นกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m3) และความสูงของคอลัมน์ของเหลว ชม.- เป็นเมตร (ม.) ก= 9.8 N/kg จากนั้นความดันจะแสดงเป็นปาสคาล (Pa)

ตัวอย่าง- กำหนดความดันของน้ำมันที่ด้านล่างของถังหากความสูงของเสาน้ำมันคือ 10 ม. และความหนาแน่นของน้ำมันคือ 800 กก./ลบ.ม.

มาเขียนเงื่อนไขของปัญหาและจดบันทึกไว้

ที่ให้ไว้ :

ρ = 800 กก./ลบ.ม

สารละลาย :

p = 9.8 N/kg · 800 กก./ลบ.ม. 3 · 10 ม. กลับไปยัง 80,000 Pa กลับไปยัง 80 กิโลปาสคาล

คำตอบ : p อยู่ที่ 80 กิโลปาสคาล

เรือสื่อสาร

เรือสื่อสาร

รูปนี้แสดงเรือสองลำที่เชื่อมต่อถึงกันด้วยท่อยาง เรือดังกล่าวเรียกว่า การสื่อสาร- บัวรดน้ำ กาน้ำชา หม้อกาแฟ เป็นตัวอย่างในการสื่อสารภาชนะ จากประสบการณ์เรารู้ว่าน้ำที่เทลงในกระป๋องรดน้ำจะอยู่ในระดับเดียวกันเสมอทั้งในพวยกาและด้านใน

การทดลองง่ายๆ ต่อไปนี้สามารถทำได้โดยใช้ภาชนะสื่อสาร ในช่วงเริ่มต้นของการทดลอง เรายึดท่อยางไว้ตรงกลางแล้วเทน้ำลงในท่อใดท่อหนึ่ง จากนั้นเราเปิดแคลมป์แล้วน้ำจะไหลเข้าอีกท่อทันทีจนผิวน้ำในทั้งสองท่ออยู่ในระดับเดียวกัน คุณสามารถติดท่ออันใดอันหนึ่งเข้ากับขาตั้งกล้อง และยก ลดหรือเอียงอีกท่อในทิศทางที่ต่างกันได้ และในกรณีนี้ ทันทีที่ของเหลวสงบลง ระดับของของเหลวในหลอดทั้งสองจะเท่ากัน

ในการสื่อสารภาชนะที่มีรูปร่างและหน้าตัดใด ๆ พื้นผิวของของเหลวที่เป็นเนื้อเดียวกันจะถูกติดตั้งในระดับเดียวกัน(โดยมีเงื่อนไขว่าความดันอากาศเหนือของเหลวเท่ากัน) (รูปที่ 109)

สิ่งนี้สามารถพิสูจน์ได้ดังนี้ ของเหลวจะอยู่นิ่งโดยไม่เคลื่อนจากภาชนะหนึ่งไปยังอีกภาชนะหนึ่ง ซึ่งหมายความว่าความดันในภาชนะทั้งสองใบในระดับใดก็ตามจะเท่ากัน ของเหลวในภาชนะทั้งสองจะเท่ากัน กล่าวคือ มีความหนาแน่นเท่ากัน ดังนั้นความสูงจึงต้องเท่ากัน เมื่อเรายกภาชนะหนึ่งหรือเติมของเหลวลงไป ความดันในภาชนะนั้นจะเพิ่มขึ้น และของเหลวจะเคลื่อนไปยังภาชนะอื่นจนกว่าความดันจะสมดุล

หากของเหลวที่มีความหนาแน่นหนึ่งถูกเทลงในภาชนะสื่อสารอันใดอันหนึ่งและของเหลวที่มีความหนาแน่นอื่นถูกเทลงในภาชนะที่สอง เมื่อสมดุลแล้วระดับของของเหลวเหล่านี้จะไม่เท่ากัน และนี่ก็เป็นที่เข้าใจได้ เรารู้ว่าความดันของของเหลวที่ด้านล่างของภาชนะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความสูงของคอลัมน์และความหนาแน่นของของเหลว และในกรณีนี้ความหนาแน่นของของเหลวจะแตกต่างกัน

หากความดันเท่ากัน ความสูงของคอลัมน์ของเหลวที่มีความหนาแน่นสูงกว่าจะน้อยกว่าความสูงของคอลัมน์ของเหลวที่มีความหนาแน่นต่ำกว่า (รูปที่)

ประสบการณ์. วิธีกำหนดมวลอากาศ

น้ำหนักอากาศ ความกดอากาศ

การดำรงอยู่ของความดันบรรยากาศ

ความดันบรรยากาศมากกว่าความดันของอากาศบริสุทธิ์ในถัง

อากาศก็เหมือนกับวัตถุอื่นๆ บนโลกที่ได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วง ดังนั้นอากาศจึงมีน้ำหนัก น้ำหนักของอากาศนั้นคำนวณได้ง่ายหากคุณรู้มวลของอากาศ

เราจะแสดงวิธีคำนวณมวลอากาศให้คุณทดลอง ในการทำเช่นนี้คุณจะต้องใช้ลูกแก้วที่ทนทานพร้อมจุกและท่อยางพร้อมที่หนีบ มาสูบลมออกจากมันกันดีกว่า ยึดท่อด้วยแคลมป์แล้วปรับสมดุลบนตาชั่ง จากนั้นให้เปิดแคลมป์บนท่อยางแล้วปล่อยให้อากาศเข้าไป สิ่งนี้จะทำให้ความสมดุลของตาชั่งเสียไป ในการคืนสภาพคุณจะต้องวางตุ้มน้ำหนักบนถาดอีกใบซึ่งมีมวลเท่ากับมวลอากาศในปริมาตรของลูกบอล

การทดลองพบว่าที่อุณหภูมิ 0 °C และความดันบรรยากาศปกติ มวลอากาศที่มีปริมาตร 1 ลบ.ม. เท่ากับ 1.29 กก. น้ำหนักของอากาศนี้คำนวณได้ง่าย:

P = กรัม·เมตร, P = 9.8 นิวตัน/กก. 1.29 กก. กลับไปยัง 13 นิวตัน

เปลือกอากาศที่อยู่รอบโลกเรียกว่า บรรยากาศ (จากภาษากรีก บรรยากาศ- ไอน้ำ อากาศ และ ทรงกลม- ลูกบอล).

บรรยากาศตามที่แสดงจากการสังเกตการบิน ดาวเทียมประดิษฐ์โลกขยายออกไปสูงถึงหลายพันกิโลเมตร

เนื่องจากแรงโน้มถ่วง ชั้นบนของบรรยากาศ เช่น น้ำทะเล จึงบีบอัดชั้นล่าง ชั้นอากาศที่อยู่ติดกับโลกโดยตรงจะถูกบีบอัดมากที่สุด และตามกฎของปาสคาล จะส่งผ่านแรงดันที่กระทำไปในทุกทิศทาง

ด้วยเหตุนี้เอง พื้นผิวโลกและร่างกายที่อยู่บนนั้นประสบกับความกดดันของความหนาทั้งหมดของอากาศ หรือดังที่มักกล่าวกันในกรณีเช่นนี้คือประสบการณ์ ความดันบรรยากาศ .

การดำรงอยู่ของความดันบรรยากาศสามารถอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ มากมายที่เราเผชิญในชีวิตได้ ลองดูบางส่วนของพวกเขา

รูปนี้แสดงท่อแก้ว ซึ่งภายในมีลูกสูบที่ยึดแน่นกับผนังของท่อ ปลายท่อหย่อนลงไปในน้ำ ถ้ายกลูกสูบขึ้น น้ำจะลอยขึ้นด้านหลัง

ปรากฏการณ์นี้ใช้ในปั๊มน้ำและอุปกรณ์อื่นๆ บางประเภท

รูปภาพแสดงภาชนะทรงกระบอก ปิดด้วยจุกที่สอดท่อที่มีก๊อกเข้าไป อากาศถูกสูบออกจากถังด้วยปั๊ม จากนั้นนำปลายท่อไปแช่น้ำ หากคุณเปิดก๊อกน้ำตอนนี้ น้ำจะพ่นเหมือนน้ำพุเข้าไปในด้านในของถัง น้ำเข้าสู่ถังเนื่องจากความดันบรรยากาศมากกว่าความดันอากาศบริสุทธิ์ในถัง

เหตุใดเปลือกอากาศของโลกจึงมีอยู่?

เช่นเดียวกับวัตถุอื่นๆ โมเลกุลของก๊าซที่ประกอบเป็นเปลือกอากาศของโลกจะถูกดึงดูดมายังโลก

แต่ทำไมพวกมันทั้งหมดไม่ตกลงสู่พื้นผิวโลกล่ะ? เปลือกอากาศของโลกและชั้นบรรยากาศของโลกได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างไร? เพื่อให้เข้าใจสิ่งนี้ เราต้องคำนึงว่าโมเลกุลของก๊าซมีการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องและสุ่ม แต่แล้วมีคำถามอื่นเกิดขึ้น: เหตุใดโมเลกุลเหล่านี้จึงไม่บินออกไปนอกอวกาศนั่นคือสู่อวกาศ

เพื่อที่จะออกจากโลกไปอย่างสมบูรณ์เหมือนโมเลกุล ยานอวกาศหรือจรวดต้องมีความเร็วสูงมาก (ไม่น้อยกว่า 11.2 กม./วินาที) นี่คือสิ่งที่เรียกว่า ความเร็วหลบหนีที่สอง- ความเร็วของโมเลกุลส่วนใหญ่ในเปลือกอากาศของโลกนั้นน้อยกว่าความเร็วหลุดพ้นนี้อย่างมาก ดังนั้นส่วนใหญ่จึงถูกผูกติดอยู่กับโลกด้วยแรงโน้มถ่วง แต่มีโมเลกุลเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่บินนอกโลกไปสู่อวกาศ

การเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลและผลของแรงโน้มถ่วงส่งผลให้โมเลกุลของก๊าซ “ลอย” ในอวกาศใกล้โลก ก่อตัวเป็นเปลือกอากาศ หรือชั้นบรรยากาศที่เรารู้จัก

การวัดแสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นของอากาศลดลงอย่างรวดเร็วตามระดับความสูง ดังนั้น ที่ระดับความสูง 5.5 กม. เหนือโลก ความหนาแน่นของอากาศจะน้อยกว่าความหนาแน่นที่พื้นผิวโลก 2 เท่า ที่ระดับความสูง 11 กม. - น้อยกว่า 4 เท่า เป็นต้น ยิ่งสูงเท่าไรก็ยิ่งหายากเท่านั้น อากาศ และในที่สุด ในชั้นบนสุด (เหนือโลกหลายร้อยหลายพันกิโลเมตร) บรรยากาศจะค่อยๆ กลายเป็นอวกาศที่ไร้อากาศ เปลือกอากาศของโลกไม่มีขอบเขตที่ชัดเจน

พูดอย่างเคร่งครัด เนื่องจากการกระทำของแรงโน้มถ่วง ความหนาแน่นของก๊าซในภาชนะปิดใดๆ จะไม่เท่ากันตลอดปริมาตรทั้งหมดของภาชนะ ที่ด้านล่างของถัง ความหนาแน่นของก๊าซมากกว่าส่วนบน ดังนั้นความดันในถังจึงไม่เท่ากัน ที่ด้านล่างของเรือจะใหญ่กว่าด้านบน อย่างไรก็ตาม สำหรับก๊าซที่บรรจุอยู่ในภาชนะ ความหนาแน่นและความดันที่แตกต่างกันนี้มีน้อยมากจนในหลายกรณีสามารถมองข้ามไปได้โดยสิ้นเชิง เพียงแค่ทราบเรื่องนี้เท่านั้น แต่สำหรับชั้นบรรยากาศที่ทอดยาวหลายพันกิโลเมตร ความแตกต่างนี้มีความสำคัญมาก

การวัดความดันบรรยากาศ ประสบการณ์ของตอร์ริเชลลี

ไม่สามารถคำนวณความดันบรรยากาศโดยใช้สูตรคำนวณความดันของคอลัมน์ของเหลว (§ 38) ในการคำนวณดังกล่าว คุณจำเป็นต้องทราบความสูงของบรรยากาศและความหนาแน่นของอากาศ แต่บรรยากาศนั้นไม่มีขอบเขตที่แน่นอนและมีความหนาแน่นของอากาศอยู่ด้วย ความสูงที่แตกต่างกันแตกต่าง. อย่างไรก็ตาม สามารถวัดความดันบรรยากาศได้โดยใช้การทดลองที่เสนอในศตวรรษที่ 17 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี เอวานเจลิสต้า ตอร์ริเชลลี , ลูกศิษย์ของกาลิเลโอ

การทดลองของทอร์ริเชลลีประกอบด้วยสิ่งต่อไปนี้: หลอดแก้วยาวประมาณ 1 เมตร ปิดสนิทที่ปลายด้านหนึ่ง และเต็มไปด้วยปรอท จากนั้นปิดปลายท่ออีกด้านอย่างแน่นหนา พลิกกลับและวางลงในถ้วยปรอท โดยที่ปลายท่อนี้เปิดอยู่ใต้ระดับปรอท เช่นเดียวกับการทดลองกับของเหลว ปรอทส่วนหนึ่งจะถูกเทลงในถ้วย และส่วนหนึ่งจะยังคงอยู่ในหลอด ความสูงของเสาปรอทที่เหลืออยู่ในท่อประมาณ 760 มม. ไม่มีอากาศเหนือปรอทภายในท่อ มีพื้นที่ว่าง ดังนั้นจึงไม่มีก๊าซแรงดันจากด้านบนบนคอลัมน์ปรอทภายในหลอดนี้ และไม่ส่งผลกระทบต่อการวัด

ทอร์ริเชลลีซึ่งเป็นผู้เสนอการทดลองที่อธิบายไว้ข้างต้นก็ให้คำอธิบายด้วย บรรยากาศกดทับบนพื้นผิวของสารปรอทในถ้วย ดาวพุธอยู่ในสภาวะสมดุล ซึ่งหมายความว่าแรงดันในท่ออยู่ที่ระดับ อ่า 1 (ดูรูป) เท่ากับความดันบรรยากาศ เมื่อความดันบรรยากาศเปลี่ยนแปลง ความสูงของคอลัมน์ปรอทในท่อก็จะเปลี่ยนไปด้วย เมื่อความดันเพิ่มขึ้น คอลัมน์ก็จะยาวขึ้น เมื่อความดันลดลง คอลัมน์ปรอทจะลดความสูงลง

ความดันในท่อที่ระดับ aa1 ถูกสร้างขึ้นโดยน้ำหนักของคอลัมน์ปรอทในท่อ เนื่องจากไม่มีอากาศอยู่เหนือปรอทในส่วนบนของท่อ มันเป็นไปตามนั้น ความดันบรรยากาศเท่ากับความดันของคอลัมน์ปรอทในท่อ , เช่น.

พีตู้เอทีเอ็ม = พีปรอท

ยิ่งความดันบรรยากาศสูง คอลัมน์ปรอทในการทดลองของทอร์ริเชลลีก็จะยิ่งสูงขึ้น ดังนั้นในทางปฏิบัติ ความดันบรรยากาศสามารถวัดได้จากความสูงของคอลัมน์ปรอท (เป็นมิลลิเมตรหรือเซนติเมตร) เช่น ถ้าความดันบรรยากาศเท่ากับ 780 มม.ปรอท ศิลปะ. (พวกเขาพูดว่า "ปรอทเป็นมิลลิเมตร") ซึ่งหมายความว่าอากาศจะสร้างแรงดันเดียวกันกับคอลัมน์แนวตั้งที่มีปรอทสูง 780 มม.

ดังนั้น ในกรณีนี้ หน่วยวัดความดันบรรยากาศคือ 1 มิลลิเมตรปรอท (1 มิลลิเมตรปรอท) เรามาค้นหาความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยนี้กับหน่วยที่เรารู้จักกันดีกว่า - ปาสคาล(ป้า).

ความดันของคอลัมน์ปรอท ρ ของปรอทที่มีความสูง 1 มม. เท่ากับ:

พี = ก·ρ·h, พี= 9.8 N/kg · 13,600 กก./ลบ.ม. 3 · 0.001 ม. ความเข้มข้น 133.3 Pa

ดังนั้น 1 มิลลิเมตรปรอท ศิลปะ. = 133.3 ปาสคาล

ในปัจจุบัน โดยทั่วไปความดันบรรยากาศจะวัดเป็นเฮกโตปาสคาล (1 hPa = 100 Pa) เช่น รายงานสภาพอากาศอาจประกาศว่าความดันอยู่ที่ 1,013 hPa ซึ่งเท่ากับ 760 mmHg ศิลปะ.

จากการสังเกตความสูงของคอลัมน์ปรอทในท่อทุกวัน Torricelli ค้นพบว่าความสูงนี้เปลี่ยนแปลง กล่าวคือ ความดันบรรยากาศไม่คงที่ สามารถเพิ่มและลดลงได้ Torricelli ยังตั้งข้อสังเกตอีกว่าความกดอากาศสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ

หากคุณติดสเกลแนวตั้งเข้ากับท่อปรอทที่ใช้ในการทดลองของทอร์ริเชลลี คุณจะได้อุปกรณ์ที่ง่ายที่สุด - บารอมิเตอร์ปรอท (จากภาษากรีก บารอส- ความหนักเบา เมตร- ฉันวัด) ใช้สำหรับวัดความดันบรรยากาศ

บารอมิเตอร์ - แอนรอยด์

ในทางปฏิบัติ บารอมิเตอร์โลหะที่เรียกว่าบารอมิเตอร์โลหะใช้ในการวัดความดันบรรยากาศ แอนรอยด์ (แปลจากภาษากรีก - แอนรอยด์- นี่คือสิ่งที่เรียกว่าบารอมิเตอร์เนื่องจากไม่มีสารปรอท

ลักษณะของแอนรอยด์จะแสดงในรูป ส่วนหลักคือกล่องโลหะ 1 ที่มีพื้นผิวเป็นลอน (ลูกฟูก) (ดูรูปอื่น) อากาศถูกสูบออกจากกล่องนี้ และเพื่อป้องกันไม่ให้ความดันบรรยากาศกดทับกล่อง ฝากล่อง 2 จึงถูกสปริงดึงขึ้นด้านบน เมื่อความดันบรรยากาศเพิ่มขึ้น ฝาปิดจะงอลงและขันสปริงให้แน่น เมื่อแรงกดลดลง สปริงจะยืดฝาครอบให้ตรง ลูกศรบ่งชี้ 4 ติดอยู่กับสปริงโดยใช้กลไกการส่งกำลัง 3 ซึ่งจะเลื่อนไปทางขวาหรือซ้ายเมื่อความดันเปลี่ยนแปลง ใต้ลูกศรจะมีมาตราส่วน โดยแบ่งตามค่าที่อ่านได้จากบารอมิเตอร์ปรอท ดังนั้น ตัวเลข 750 ซึ่งวางเข็มแอนรอยด์ไว้ (ดูรูป) แสดงให้เห็นว่าในขณะนี้ในบารอมิเตอร์ปรอท ความสูงของคอลัมน์ปรอทคือ 750 มม.

ดังนั้นความดันบรรยากาศคือ 750 mmHg ศิลปะ. หรือ µs 1,000 เฮกโตพาสคาล.

ค่าของความดันบรรยากาศมีความสำคัญมากในการพยากรณ์สภาพอากาศในอีกไม่กี่วันข้างหน้า เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของความดันบรรยากาศเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ บารอมิเตอร์เป็นเครื่องมือที่จำเป็นสำหรับการสังเกตการณ์ทางอุตุนิยมวิทยา

ความกดอากาศที่ระดับความสูงต่างๆ

ในของเหลว ความดันอย่างที่เราทราบนั้นขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของของเหลวและความสูงของคอลัมน์ เนื่องจากความสามารถในการอัดต่ำ ความหนาแน่นของของเหลวที่ระดับความลึกต่างกันจึงเกือบจะเท่ากัน ดังนั้นเมื่อคำนวณความดันเราจะพิจารณาความหนาแน่นคงที่และคำนึงถึงเฉพาะการเปลี่ยนแปลงความสูงเท่านั้น

สถานการณ์ก๊าซมีความซับซ้อนมากขึ้น ก๊าซมีการบีบอัดสูง และยิ่งก๊าซถูกบีบอัดมากเท่าใด ความหนาแน่นก็จะมากขึ้น และสร้างแรงกดดันมากขึ้นเท่านั้น ท้ายที่สุดแล้ว แรงดันแก๊สถูกสร้างขึ้นโดยผลกระทบของโมเลกุลของมันที่มีต่อพื้นผิวของร่างกาย

ชั้นอากาศที่พื้นผิวโลกถูกบีบอัดโดยชั้นอากาศทั้งหมดที่อยู่เหนือชั้นเหล่านั้น แต่ยิ่งชั้นอากาศจากพื้นผิวสูงเท่าไร การบีบอัดก็จะยิ่งอ่อนลง ความหนาแน่นของอากาศก็จะยิ่งลดลง ดังนั้นยิ่งสร้างแรงกดดันน้อยลงเท่านั้น ตัวอย่างเช่น หากบอลลูนลอยขึ้นเหนือพื้นผิวโลก ความกดอากาศบนบอลลูนก็จะน้อยลง สิ่งนี้เกิดขึ้นไม่เพียงเพราะความสูงของคอลัมน์อากาศด้านบนลดลง แต่ยังเป็นเพราะความหนาแน่นของอากาศลดลงด้วย ด้านบนจะเล็กกว่าด้านล่าง ดังนั้นการขึ้นอยู่กับความกดอากาศต่อระดับความสูงจึงซับซ้อนกว่าของเหลว

การสังเกตพบว่าความกดอากาศในพื้นที่ที่ระดับน้ำทะเลเฉลี่ยอยู่ที่ 760 มม. ปรอท ศิลปะ.

ความดันบรรยากาศเท่ากับความดันของคอลัมน์ปรอท สูง 760 มม. ที่อุณหภูมิ 0 ° C เรียกว่าความดันบรรยากาศปกติ.

ความดันบรรยากาศปกติเท่ากับ 101,300 Pa = 1,013 hPa

ยิ่งระดับความสูงเหนือระดับน้ำทะเลสูง ความกดอากาศก็จะยิ่งต่ำลง

โดยเฉลี่ยแล้วการปีนขึ้นเล็กน้อยทุกๆ 12 เมตร ความดันจะลดลง 1 มิลลิเมตรปรอท ศิลปะ. (หรือประมาณ 1.33 hPa)

เมื่อทราบถึงความกดดันที่มีต่อระดับความสูง คุณสามารถระบุระดับความสูงเหนือระดับน้ำทะเลได้โดยการเปลี่ยนการอ่านบารอมิเตอร์ แอนเนรอยด์ที่มีมาตราส่วนที่สามารถวัดความสูงเหนือระดับน้ำทะเลได้โดยตรงเรียกว่า เครื่องวัดระยะสูง - ใช้ในการบินและการปีนเขา

เกจวัดแรงดัน.

เรารู้อยู่แล้วว่าบารอมิเตอร์ใช้ในการวัดความดันบรรยากาศ จะใช้ในการวัดความดันมากกว่าหรือน้อยกว่าความดันบรรยากาศ เกจวัดความดัน (จากภาษากรีก มาโนส- หายาก, หลวม, เมตร- ฉันวัด) มีเกจ์วัดแรงดัน ของเหลวและ โลหะ.

มาดูตัวเครื่องและการดำเนินการกันก่อน เปิดเกจวัดความดันของเหลว- ประกอบด้วยหลอดแก้วสองขาซึ่งเทของเหลวบางส่วนลงไป ของเหลวถูกติดตั้งไว้ที่ข้อศอกทั้งสองข้างในระดับเดียวกัน เนื่องจากมีเพียงความดันบรรยากาศเท่านั้นที่กระทำบนพื้นผิวในข้อศอกของภาชนะ

เพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการทำงานของเกจวัดความดัน สามารถเชื่อมต่อด้วยท่อยางกับกล่องแบนทรงกลม โดยด้านหนึ่งหุ้มด้วยฟิล์มยาง หากคุณกดนิ้วบนฟิล์ม ระดับของเหลวในข้อศอกเกจวัดความดันที่เชื่อมต่อกับกล่องจะลดลง และในข้อศอกอีกข้างหนึ่งจะเพิ่มขึ้น อะไรอธิบายเรื่องนี้?

เมื่อกดบนฟิล์มความดันอากาศในกล่องจะเพิ่มขึ้น ตามกฎของปาสคาล ความดันที่เพิ่มขึ้นนี้จะถูกส่งไปยังของเหลวในข้องอเกจวัดความดันที่เชื่อมต่อกับกล่องด้วย ดังนั้นความดันต่อของเหลวในข้อศอกนี้จะมากกว่าความดันอื่น ๆ โดยที่ความดันบรรยากาศเท่านั้นที่กระทำต่อของเหลว ภายใต้แรงดันส่วนเกินนี้ ของเหลวจะเริ่มเคลื่อนที่ ที่ข้อศอกด้วยลมอัดของเหลวจะตกลงมาส่วนอีกอันจะลอยขึ้น ของไหลจะเข้าสู่สภาวะสมดุล (หยุด) เมื่อเกิดแรงดันเกิน อากาศอัดจะถูกปรับให้สมดุลโดยแรงดันที่เกิดจากคอลัมน์ของเหลวส่วนเกินในขาอีกข้างของเกจวัดความดัน

ยิ่งคุณกดฟิล์มแรงขึ้นเท่าใด คอลัมน์ของเหลวส่วนเกินก็จะยิ่งสูง แรงดันก็จะมากขึ้นตามไปด้วย เพราะฉะนั้น, การเปลี่ยนแปลงของความดันสามารถตัดสินได้จากความสูงของคอลัมน์ส่วนเกินนี้.

รูปภาพนี้แสดงให้เห็นว่าเกจวัดความดันสามารถวัดความดันภายในของเหลวได้อย่างไร ยิ่งท่อแช่อยู่ในของเหลวลึกเท่าใด ความสูงของคอลัมน์ของเหลวในข้อศอกเกจวัดความดันก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นดังนั้น และ ของเหลวจะสร้างแรงกดดันมากขึ้น.

หากคุณติดตั้งกล่องอุปกรณ์ที่ความลึกระดับหนึ่งภายในของเหลว และหมุนโดยให้ฟิล์มขึ้น ด้านข้างและด้านล่าง การอ่านเกจวัดความดันจะไม่เปลี่ยนแปลง ที่ควรจะเป็นอย่างนั้นเพราะว่า ที่ระดับเดียวกันภายในของเหลว ความดันจะเท่ากันทุกทิศทาง.

ภาพแสดง เกจวัดความดันโลหะ - ส่วนหลักของเกจวัดความดันดังกล่าวคือท่อโลหะที่โค้งงอเป็นท่อ 1 ซึ่งปลายด้านหนึ่งปิดอยู่ ปลายอีกด้านของท่อใช้ก๊อก 4 สื่อสารกับภาชนะที่ใช้วัดความดัน เมื่อความดันเพิ่มขึ้น ท่อก็จะคลายตัว การเคลื่อนย้ายปลายปิดโดยใช้คันโยก 5 และฟัน 3 ถ่ายทอดไปยังลูกศร 2 โดยเคลื่อนเข้าใกล้สเกลเครื่องดนตรี เมื่อความดันลดลง ท่อจะกลับสู่ตำแหน่งก่อนหน้าเนื่องจากความยืดหยุ่น และลูกศรจะกลับสู่การแบ่งสเกลเป็นศูนย์

ปั๊มของเหลวลูกสูบ

ในการทดลองที่เราได้พูดคุยกันก่อนหน้านี้ (§ 40) พบว่าน้ำในหลอดแก้วภายใต้อิทธิพลของความดันบรรยากาศเพิ่มขึ้นไปทางด้านหลังลูกสูบ นี่คือสิ่งที่การกระทำเป็นไปตาม ลูกสูบปั๊ม

ปั๊มจะแสดงแผนผังในรูป ประกอบด้วยกระบอกสูบซึ่งภายในลูกสูบจะเคลื่อนที่ขึ้นและลงติดกับผนังของถังอย่างแน่นหนา 1 - มีการติดตั้งวาล์วที่ด้านล่างของกระบอกสูบและในตัวลูกสูบ 2 , เปิดขึ้นเท่านั้น. เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้น น้ำภายใต้อิทธิพลของความดันบรรยากาศจะเข้าสู่ท่อ ยกวาล์วตัวล่างขึ้นและเคลื่อนไปด้านหลังลูกสูบ

เมื่อลูกสูบเคลื่อนตัวลง น้ำใต้ลูกสูบจะกดทับวาล์วด้านล่างและปิด ในเวลาเดียวกัน ภายใต้แรงดันน้ำ วาล์วภายในลูกสูบจะเปิดขึ้น และน้ำจะไหลเข้าสู่ช่องว่างเหนือลูกสูบ ครั้งต่อไปที่ลูกสูบขยับขึ้น น้ำที่อยู่ด้านบนก็จะลอยขึ้นและเทลงในท่อทางออกด้วย ในเวลาเดียวกัน น้ำส่วนใหม่จะลอยขึ้นด้านหลังลูกสูบ ซึ่งเมื่อลูกสูบลดลงในเวลาต่อมา จะปรากฏขึ้นเหนือลูกสูบ และขั้นตอนทั้งหมดนี้ซ้ำแล้วซ้ำเล่าในขณะที่ปั๊มกำลังทำงาน

เครื่องอัดไฮดรอลิก

กฎของปาสคาลอธิบายการกระทำนี้ เครื่องไฮดรอลิก (จากภาษากรีก ไฮดรอลิกส์- น้ำ). เหล่านี้เป็นเครื่องจักรที่ทำงานตามกฎการเคลื่อนที่และความสมดุลของของไหล

ส่วนหลักของเครื่องจักรไฮดรอลิกคือกระบอกสูบสองกระบอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกันพร้อมลูกสูบและท่อเชื่อมต่อ พื้นที่ใต้ลูกสูบและท่อเต็มไปด้วยของเหลว (โดยปกติคือน้ำมันแร่) ความสูงของคอลัมน์ของเหลวในกระบอกสูบทั้งสองจะเท่ากันตราบใดที่ไม่มีแรงกระทำต่อลูกสูบ

ให้เราสมมุติว่ากองกำลัง เอฟ 1 และ เอฟ 2 - แรงที่กระทำต่อลูกสูบ ส 1 และ ส 2 - พื้นที่ลูกสูบ ความดันใต้ลูกสูบตัวแรก (เล็ก) มีค่าเท่ากับ พี 1 = เอฟ 1 / ส 1 และภายใต้วินาที (ใหญ่) พี 2 = เอฟ 2 / ส 2. ตามกฎของปาสคาล ความดันจะถูกส่งอย่างเท่าเทียมกันในทุกทิศทางโดยของเหลวที่อยู่นิ่ง กล่าวคือ พี 1 = พี 2 หรือ เอฟ 1 / ส 1 = เอฟ 2 / ส 2 จาก:

เอฟ 2 / เอฟ 1 = ส 2 / ส 1 .

ดังนั้นความแข็งแกร่ง เอฟ 2 มีพลังมากขึ้นหลายเท่า เอฟ 1 , พื้นที่ลูกสูบใหญ่มากกว่าพื้นที่ลูกสูบเล็กกี่เท่า?- ตัวอย่างเช่นหากพื้นที่ของลูกสูบขนาดใหญ่คือ 500 cm2 และลูกสูบขนาดเล็กคือ 5 cm2 และแรง 100 N กระทำต่อลูกสูบเล็กดังนั้นแรงจะมากกว่า 100 เท่านั่นคือ 10,000 N จะ กระทำต่อลูกสูบที่ใหญ่กว่า

ดังนั้นด้วยความช่วยเหลือของเครื่องจักรไฮดรอลิก จึงเป็นไปได้ที่จะปรับสมดุลแรงที่ใหญ่กว่าด้วยแรงที่น้อย

ทัศนคติ เอฟ 1 / เอฟ 2 แสดงให้เห็นถึงความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น ในตัวอย่างที่ให้ไว้ กำลังที่เพิ่มขึ้นคือ 10,000 N / 100 N = 100

เครื่องไฮดรอลิกที่ใช้ในการกด (บีบ) เรียกว่า กดไฮโดรลิค .

ใช้เครื่องอัดไฮดรอลิกเมื่อต้องใช้แรงมากขึ้น ตัวอย่างเช่น ในการบีบน้ำมันจากเมล็ดพืชในโรงงานน้ำมัน การอัดไม้อัด กระดาษแข็ง หญ้าแห้ง ในโรงงานโลหะวิทยา เครื่องอัดไฮดรอลิกถูกนำมาใช้เพื่อผลิตเพลาเครื่องจักรที่เป็นเหล็ก ล้อรางรถไฟ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ อีกมากมาย เครื่องอัดไฮดรอลิกสมัยใหม่สามารถพัฒนาแรงได้หลายสิบถึงหลายร้อยล้านนิวตัน

โครงสร้างของเครื่องอัดไฮดรอลิกแสดงไว้ในรูป ตัวกด 1 (A) วางอยู่บนแท่นที่เชื่อมต่อกับลูกสูบขนาดใหญ่ 2 (B) ด้วยความช่วยเหลือของลูกสูบขนาดเล็ก 3 (D) แรงดันสูงจะถูกสร้างขึ้นบนของเหลว แรงดันนี้จะถูกส่งผ่านไปยังทุกจุดของของเหลวที่เติมกระบอกสูบ ดังนั้นแรงดันเดียวกันจะมีผลกับลูกสูบตัวที่สองที่มีขนาดใหญ่กว่า แต่เนื่องจากพื้นที่ของลูกสูบตัวที่ 2 (ใหญ่) มากกว่าพื้นที่ของลูกสูบตัวเล็ก แรงที่กระทำต่อมันจะมากกว่าแรงที่กระทำต่อลูกสูบ 3 (D) ภายใต้อิทธิพลของแรงนี้ ลูกสูบ 2 (B) จะเพิ่มขึ้น เมื่อลูกสูบ 2 (B) เพิ่มขึ้น ร่างกาย (A) จะวางตัวกับแท่นด้านบนที่อยู่นิ่งและถูกบีบอัด เกจวัดแรงดัน 4 (M) วัดแรงดันของเหลว เซฟตี้วาล์ว 5 (P) จะเปิดโดยอัตโนมัติเมื่อแรงดันของเหลวเกินค่าที่อนุญาต

จากกระบอกสูบขนาดเล็กไปจนถึงกระบอกสูบขนาดใหญ่ ของเหลวจะถูกสูบโดยการเคลื่อนที่ซ้ำๆ ของลูกสูบขนาดเล็ก 3 (D) ทำได้ดังนี้ เมื่อลูกสูบเล็ก (D) สูงขึ้น วาล์ว 6 (K) จะเปิดขึ้นและของเหลวจะถูกดูดเข้าไปในช่องว่างใต้ลูกสูบ เมื่อลูกสูบขนาดเล็กลดลงภายใต้อิทธิพลของความดันของเหลว วาล์ว 6 (K) จะปิด และวาล์ว 7 (K") จะเปิดขึ้น และของเหลวจะไหลเข้าสู่ภาชนะขนาดใหญ่

ผลกระทบของน้ำและก๊าซที่มีต่อร่างกายที่จมอยู่ในนั้น

ใต้น้ำเราสามารถยกหินที่ยากจะยกในอากาศได้อย่างง่ายดาย ถ้าคุณเอาไม้ก๊อกไปจุ่มน้ำแล้วปล่อยออกจากมือ มันจะลอยขึ้นมา ปรากฏการณ์เหล่านี้จะอธิบายได้อย่างไร?

เรารู้ว่า (§ 38) ว่าของเหลวกดที่ด้านล่างและผนังของภาชนะ และหากวางวัตถุแข็งไว้ในของเหลว ก็จะต้องได้รับแรงกดดันเช่นเดียวกับผนังของภาชนะ

ลองพิจารณาแรงที่กระทำจากของเหลวบนวัตถุที่จมอยู่ในนั้น เพื่อให้ง่ายต่อการให้เหตุผล ให้เลือกตัวที่มีรูปร่างขนานกับฐานขนานกับพื้นผิวของของเหลว (รูป) แรงกระทำต่อ ใบหน้าด้านข้างร่างกายมีความเท่าเทียมกันเป็นคู่และสมดุลกัน ภายใต้อิทธิพลของพลังเหล่านี้ ร่างกายจะหดตัว แต่แรงที่กระทำต่อขอบบนและล่างของร่างกายไม่เท่ากัน ขอบด้านบนถูกกดด้วยแรงจากด้านบน เอฟของเหลวสูง 1 คอลัมน์ ชม. 1. ที่ระดับขอบล่าง ความดันจะสร้างคอลัมน์ของเหลวที่มีความสูง ชม. 2. ดังที่เราทราบ (§ 37) แรงดันนี้จะถูกส่งไปภายในของเหลวในทุกทิศทาง ส่งผลให้ส่วนล่างของร่างกายจากล่างขึ้นบนด้วยแรง เอฟ 2 กดคอลัมน์ของเหลวให้สูง ชม. 2. แต่ ชม.อีก 2 อัน ชม. 1 ดังนั้น โมดูลัสแรง เอฟโมดูลพลังงานอีก 2 โมดูล เอฟ 1. ดังนั้นร่างกายจึงถูกผลักออกจากของเหลวด้วยแรง เอฟ Vt เท่ากับผลต่างของแรง เอฟ 2 - เอฟ 1 กล่าวคือ