第九章 压强
§第1节 压强
◇ 压强:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
□ 压力:垂直作用在物体表面的力。产生条件,物体间相互挤压。方向,垂直于接触面。
◇ 如果用p表示压强、F表示压力、S表示受力面积,那么有
FP = S
国际单位制中,力的单位是牛,面积的单位是平方米,压强的单位则是牛每平方米,它有一个专用名称叫做帕斯卡,简称帕,符号是Pa。
例题:水平桌面上放一本书,书所受重力为3N,与桌面的接触面积为5×10m,计算
22书对桌面的压强。
解:书对桌面的压力等于它所受的重力,即
F = G = 3 N
桌面的受力面积
S = 5 × 10 m
22所以压强
F22P = S = 3 N/ 5×10 m = 60 Pa
书对桌面的压强为60Pa。
§第2节 液体的压强
□ 液体压强的特点 ①液体对容器底部和侧壁都有压强。②在液体内部的同一深度,各个方向的压强都相等。③深度越大,压强越大。④液体内部压强的大小还跟液体的密度有关,深度相同时,液体密度越大,压强越大。
□ 液体压强的大小 设液柱的高度为h,平面的面积为S。
这个平面上方的液柱对平面的压力
F = G = mg = ρVg = ρSh g
平面受到的压强
Fp = S = ρgh
因此,液面下深度为h处液体的压强为
P = ρgh
(适用范围:①液体内部压强。②粗细均匀,密度分布均匀。③固体对水面的压强。)
例题:有人说,“设想你在7km深的蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的海水里,海水对你脚背压力的大小相当于1000个人所受的重力!”海水压力真有这么大吗?请通过计算说明。
解: 因为是估算,海水密度可以取ρ = 1 × 10 kg/m ,g取10 N/kg。
33 脚背面积近似取S = 130 cm = 1.3 × 10 m。
222 7 km深处的海水的压强为
p = ρgh = 1×10kg/m×10 N/kg×7×10kg/m = 7×10 Pa
33337脚背受的压力为
F = pS = 7 × 10 N/m × 1.3×10 m = 9×10N
72252一个成年人的质量约为60kg,所受重力
G = mg = 60 kg×10N/kg = 6×10 N
2假设脚背所受压力的大小相当于n个成年人所受重力,则
9*105N2 n = 6*10N = 1500
估算结果表明,在7km的海底,水对脚背的压力确实相当于1500个人所受重力。
□ 连通器 上端开口、下端连通的容器叫做连通器。连通器里装的是相同的液体,当液体不流动时,连通器各个部分的液面高度总是相同。
§第3节 大气压强
□ 大气压强的存在,大气压强简称大气压或气压。(马德堡半球实验证明了大气压的存在,并且说明大气压很大。)
□ 标准大气压,高度差760mm水银柱,通常叫做标准大气压p0。
p0 = ρgh = 1.36×10 kg/m×9.8 N/kg×0.76 m = 1.013×10 Pa
435 在粗略计算中,标准大气压可以取为1×10 Pa
5(测量大气压的仪器叫做气压计,用的表较多的是金属盒气压计,又叫无液气压计。随着高度增加,大气压逐渐减小。在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100 Pa)
§第4节 流体压强与流速的关系
在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。
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