證明 液體內部各個方向的壓強都相同

時間 2022-12-03 03:15:03

1樓:網友

初中是不需要的,可以直接使用。

高中可以說明一哈,微觀來說,液體分子時作不規則運動的,不停的運動,之間涉及到萬有引力,和分子的撞擊力,大體上就是受力是相同的。巨集觀說就是各個方向受力相同,壓強相等。

2樓:阿雞米德

壓強計放在同種液體的同一深度,使橡皮膜朝向不同方向,觀察到u形管兩邊液麵高度差相同。

為什麼液體內部同一深度出處,液體向各個方向的壓強都相等?能否具體形象的解釋一下,謝謝。

3樓:陌上人如玉

這個問題其實比較複雜,嚴格的證明需要用到張量等一些高等數學的工具。只能簡單地說說。

「液體內部同一深度各方向壓強相等」這個結論,只有在牛頓流體中才成立。什麼是牛頓流體呢,就是液體內部相互之間只有正壓力,不存在切向力。也就是說液體沒有粘度,上半部分的液體不會給下半部分的液體施加水平方向上的力,同樣,左邊的液體也不會給右邊的液體施加豎直方向上的力。

這是個基本假設。實際上自然界不存在真正的牛頓流體,但像水之類的粘度比較小的液體可以看成是牛頓流體。

在牛頓流體的基本假設下,我在液體內部取一個微元,這個微元受哪些力呢,自然受到了六個方向上的正壓力,而沒有切向方向的受力。由於液體是靜止的液體,因此水平方向的壓力要相互平衡,豎直方向的壓力要和這個微元的重力平衡。

不僅如此,這些力還有個條件,比如水平方向上的力,兩個相互平衡的力會使水的微元有向另一個方向拉伸的趨勢,因為它沒有切向力平衡。所以在拉伸方向上必須有另一對平衡力。而根據水的各向同性,這兩對平衡力必須要等大,否則要麼就不滿足平衡條件,要麼水就是各向異性。

豎直方向也是同理。

對這樣的平衡方程進行積分,還可以得到壓力大小是f=ρgh這個結論,因此這個壓強公式也是要在牛頓流體的條件下才成立的。

為什麼液體同一深度各個方向的壓強都相等

4樓:匿名使用者

這是流體傳導力的特性 ,液體壓力是液體分子撞擊物體的體現,只要深度一樣,液體的分子之間的力也就一樣,而且分子的碰撞是全方位的,沒有上下左右之分。

5樓:匿名使用者

將那個微元取成一個正方體,再把這個正方體縮小成點……

6樓:白汀水

非直立柱體時液體對容器底部的壓強,用p=ρgh計算;

非直立柱體時液體對容器底部的壓力,用f=ps=ρghs計算。

因為同學對這個問題疑問較多,對p=f/s和p=ρgh兩個公式簡單說明如下:

由p=f/s是可以推匯出液體壓強公式 p=ρgh,但這是在液體容器為規則均勻的柱體容器的前提下推匯出來的,所以公式 p=f/s的使用條件僅適用於這種柱體容器(這一點與固體不同,固體間的壓強總是可以用p=f/s來計算)。但 p=ρgh這個公式根據液體本身的特性(易流性,連通器原理、帕斯卡定律等)可以推廣到任意形狀的容器,只要是連通的密度均勻的液體都可以用。其實液體內部壓強公式的推導完全可以不用公式p=f/s來推導,而是用更加普遍、更加一般的方法——質量力的勢函式的積分來推導,只是這已超出中學的教學大綱了。

由於液體的易流性和不可拉性,靜止的液體內部沒有拉應力和切應力,只能有壓應力(即壓強),在靜止的液體內部任意取出微小一個六面體,這個六面體在六個面的壓力和本身的重力共同作用下處於平衡狀態,設想這個六面體無限縮小時,其重力可以忽略不計,注意到取六面體時的方位的任意性,就得出作用在同一點上的各個方向的壓強相等,即壓強僅僅與位置座標有關,而與方位無關。即 p=f(x,y,z)。再設想座標x-o-y處在水平面上,z為豎直向下的座標。

液體的壓強是由液體的質量力引起的,當液體對地球來說是靜止時,就是由重力引起的,液體質量m=1的液體單位質量力在各座標的分量為x=0、y=0、z=g,液體內部的壓強與質量力的微分關係為。

dp=ρ(xdxydy+zdz)=ρ0*dx+0*dy+gdz)=ρgdz (從本方程看出在同一水平面上沒有壓強差,水平面是等壓面,即前後左右壓強都相等,壓強僅在重力方向上有變化)。從水面z=0到水深z=h積分上式得 p=ρgh。液體壓強除了密度之外完全由深度決定,這個公式並沒限制液體的容器是什麼形狀,只要的同一密度的連通的靜止液體都可適用!

如何推匯出形狀不規則液體內部的壓強公式

液體對容器內部有壓強嗎,如何證明

7樓:網友

液體對容器內部有壓強。可用以下方法來證明。

用「u」形管壓強計來驗證:

1、u形管壓強計是專門用來研究液體壓強的儀器(如下圖所示)。將u形管壓強計的金屬盒放入水中的一定深度,根據u形管兩邊水面的高度差,就可以知道液體內部的壓強。施加在橡皮膜上的壓力越大,u形管左右兩端液麵的高度差越大——表明壓強越大。

2、實驗可以發現:

(1)液體對容器底和側壁都有壓強,就是說液體內部向各個方向都有壓強;

(2)在同一深度,液體向各個方向的壓強都相同;

(3)液體的壓強隨深度的增加而增大;

(4)不同液體的壓強與液體的密度有關,在深度相同時,液體密度越大,壓強越大。

希望幫助到你,若有疑問,可以追問~~~

8樓:匿名使用者

可以用「u」形管壓強計來驗證,也可以採用別的方法來驗證。

證明水的壓強的小製作

9樓:魯家貢傲冬

水的內部壓強公式。

p=ρ水gh

證明過程。器材:溫水、冷水、開水、食鹽水溶液、兩端開口的玻璃管(平滑)大燒杯,彩色塑料片。

步驟:1、將玻璃管一段用彩色塑料片封閉,豎直的插入盛水的大燒杯中。

2、向開口的玻璃管中分別注入開水、溫水、冷水、食鹽水、觀察彩色塑料片脫落時管中液麵高度。

3、得出結論:水的壓強與密度有關,深度相同水的密度越大壓強越大。

注意:每次玻璃管插入盛水的大燒杯中的深度相同。

10樓:嗜酒**

拿一個雪碧瓶,鑽幾個孔,不要太大,也不要太小,半釐米就行,要從瓶頸到瓶底那樣豎著排列。灌入水,不蓋蓋子,你會發現,越靠下的孔射出的水越遠,說明水有壓強。

為什麼在液體中同一深度個方向壓強相同

11樓:匿名使用者

根據液體壓強公式推匯出來的!在同一密度液體中,壓強只和深度有關啊!所以深度一定了,壓強就相同了!

12樓:匿名使用者

這個問題的證明我在大學教材中看到過,那本書的名字叫《力學基礎》。用到的知識有1、牛頓第二定律2、力的分解。

13樓:白汀水

液體中同一深度各個方向壓強大小都相等,這是液體靜壓強的一個重要特性。可簡單證明如下:

在靜止的液體中任意隔離出截面為等腰三角形,厚度為h的薄三稜柱,互相垂直的兩直角面的面積分別為sx和sy,sx=sy=s,壓強分別為px和py,薄三稜柱的液體重為g=ρgsh。斜面面積為s√(2),作用在斜面上的壓強為p,(p垂直指向斜面)。設px和py與重力g的夾角分別a和b。

x方向的平衡方程:pxs+ρgsh*cosa-p*s√(2)*cos45=0

化簡得:px+ρgh*cosa-p=0 令厚度為h無限小,則ρgh*cosa趨於零。所以。

px=p同法可證py=p

由此可知:px=py=p

考慮到薄三稜柱方位的任意性,這就證明了在靜止的液體中任一點各個方向的壓強都相等的結論。

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