Презентация: "гидростатический парадокс. гидравлические механизмы"

7 класс
Попова А.А.
Гидростатический парадокс. Гидравлические механизмы.

Гидростатический парадокс
Свойством жидкости передавать во все стороны производимое на неё давление объясняется явление, называемое «гидростатическим парадоксом» (парадоксом называют неожиданное явление, не соответствующее обычным представлениям). Рассмотрим его.

На рисунке изображены три сосуда различной формы, но с одинаковой площадью дна и одинаковой высотой столба жидкости в них. Масса жидкости в них различна, но давление на дно во всех трёх сосудах одинаково, его можно рассчитать по формуле p=ρġh.

А так как площадь дна у всех сосудов одинакова, то и сила, с которой жидкость давит на дно этих сосудов, одна и та же. Она равна весу вертикального столба ABCD жидкости: P=ġρhS.
Вывод можно проверить на опыте с прибором изображенном на рисунке 2. Дном трёх сосудов (1, 2, 3) служит резиновая плёнка, укреплённая в стойке прибора.

Сосуды поочередно ввинчивают в стойку прибора и наливают в них воду, дно при этом прогибается, и его движение передаётся стрелке. Опыт показывает, что при одинаковых высотах столбов воды в сосудах стрелка отклоняется на одно и то же число делений шкалы.
А это означает, что сила,
с которой жидкость давит
на дно сосуда, не
зависит от формы сосуда,
она равна весу вертикального
столба, основанием которого
является дно сосуда, а
высотой - высота столба
жидкости.

Рассмотрим рисунок 3. На
площадку MN дна сосуда
действует сила, равная весу столба
жидкости KMNL, которая производит
давление. По закону Паскаля такое
давление передается и на
площадки AM и NB. Тогда сила,
действующая на всё
дно AB, будет равна весу
вертикального столба жидкости
ABDC.

Если суженную часть сосуда сделать ещё тоньше и длиннее. Тогда совсем небольшим количеством воды можно создать большое давление на дно и вода будет выливаться. Таким образом поразил своих современников современников в 1648 г. Паскаль.

Устройство Поршневого жидкостного насоса
Вода в стеклянной трубке под действием давления поднимается за поршнем, на этом основано действие поршневых насосов.

Принцип работы поршневых насосов
При движении поршня вниз вода, находящаяся под поршнем, давит на нижний клапан, и он закрывается. Одновременно под давлением воды открывается клапан внутри поршня, и вода переходит в пространство над поршнем. При последующем движении поршня вверх вместе с ним поднимается и находящаяся над ним вода, которая и выливается в отводящую трубу и процессы повторяются.

опрыскиватель

Гидравлическая машина (от греч. гидравликос – водяной)- это машина, действие которой основано на законах движения и равновесия жидкостей.

Закон Паскаля позволяет объяснить действие гидравлической машины.
Основной частью гидравлической машины служат два цилиндра разного диаметра,
Снабженные поршнями и
Соединенные трубкой.
Пространство под поршнями и
Трубку заполняют жидкостью.
Высоты столбов жидкости в обоих
Цилиндрах одинаковы, пока на поршни не действуют силы.

Гидравлический пресс – это гидравлическая машина, служащая для прессования (сдавливания).

Устройство гидравлического пресса

Прессуемое тело 1 кладут на платформу, соединённую с большим поршнем 2. При помощи малого поршня 3 создаётся большое давление на жидкость. Это давление без изменения передаётся в каждую точку жидкости, заполняющей цилиндры. Поэтому такое же давление действует и на поршень 2. Но так как площадь поршня 2 больше площади поршня 3, то сила, действующая на него, будет больше силы, действующей на поршень 3. Под действием этой силы поршень 2 будет подниматься. При подъеме поршня 2 тело упирается в неподвижную верхнюю платформу и сжимается. При помощи манометра 4 измеряют давление жидкости, предохранительный клапан 5 автоматически открывается, когда давление превышает допустимое значение.

Из малого цилиндра в большой жидкость перекачивается повторными движениями малого поршня 3. Это осуществляется так. При подъеме малого поршня клапан 6 открывается, и в пространство, находящееся под поршнем, засасывается жидкость. При опускании малого поршня под действием давления жидкости клапан 6 закрывается, а клапан 7 открывается, и жидкость переходит в большой сосуд.

Применение
Применяются там, где требуется большая сила. Например, для выжимания масла из семян на маслобойных заводах, для прессования фанеры, картона, семена.

На металлургических заводах при изготовлении стальных валов машин, железнодорожных колес и многих других изделий.