Как найти глубину жидкости в физике

Содержание

Давление. Единицы давления.

По рыхлому снегу человек идёт с большим трудом, глубоко проваливаясь при каждом шаге. Но, надев лыжи, он может идти, почти не проваливаясь в него. Почему? На лыжах или без лыж человек действует на снег с одной и той же силой, равной своему весу. Однако действие этой силы в обоих случаях различно, потому что различна площадь поверхности, на которую давит человек, с лыжами и без лыж. Площадь поверхности лыж почти в 20 раз больше площади подошвы. Поэтому, стоя на лыжах, человек действует на каждый квадратный сантиметр площади поверхности снега с силой, в 20 раз меньшей, чем стоя на снегу без лыж.
Ученик, прикалывая кнопками газету к доске, действует на каждую кнопку с одинаковой силой. Однако кнопка, имеющая более острый конец, легче входит в дерево.

Значит, результат действия силы зависит не только от её модуля, направления и точки приложения, но и от площади той поверхности, к которой она приложена (перпендикулярно которой она действует).

Этот вывод подтверждают физические опыты.

По углам небольшой доски надо вбить гвозди. Сначала гвозди, вбитые в доску, установим на песке остриями вверх и положим на доску гирю. В этом случае шляпки гвоздей лишь незначительно вдавливаются в песок. Затем доску перевернем и поставим гвозди на острие. В этом случае площадь опоры меньше, и под действием той же силы гвозди значительно углубляются в песок.

От того, какая сила действует на каждую единицу площади поверхности, зависит результат действия этой силы.

В рассмотренных примерах силы действовали перпендикулярно поверхности тела. Вес человека был перпендикулярен поверхности снега; сила, действовавшая на кнопку, перпендикулярна поверхности доски.

Величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности, называется давлением

.

Чтобы определить давление, надо силу, действующую перпендикулярно поверхности, разделить на площадь поверхности:

давление = сила / площадь

.

Обозначим величины, входящие в это выражение: давление — p

, сила, действующая на поверхность, —
F
и площадь поверхности —
S
.

Тогда получим формулу:

Понятно, что бóльшая по значению сила, действующую на ту же площадь, будет производить большее давление.

За единицу давления принимается такое давление, которое производит сила в 1 Н, действующая на поверхность площадью 1 м 2 перпендикулярно этой поверхности

.

Единица давления — ньютон на квадратный метр

( 1 Н / м 2 ). В честь французского ученого
Блеза Паскаля
она называется паскалем (
Па
). Таким образом,

Используется также другие единицы давления: гектопаскаль

(
гПа
) и
килопаскаль
(
кПа
).

Пример

. Рассчитать давление, производимое на пол мальчиком, масса которого 45 кг, а площадь подошв его ботинок, соприкасающихся с полом, равна 300 см 2 .

Запишем условие задачи и решим её.

Дано

: m = 45 кг, S = 300 см 2 ; p = ?

В единицах СИ: S = 0,03 м 2

P

= 9,8 Н · 45 кг ≈ 450 Н,

p

= 450/0,03 Н / м 2 = 15000 Па = 15 кПа

‘Ответ’: p = 15000 Па = 15 кПа

Способы уменьшения и увеличения давления.

Тяжелый гусеничный трактор производит на почву давление равное 40 — 50 кПа, т. е. всего в 2 — 3 раза больше, чем давление мальчика массой 45 кг. Это объясняется тем, что вес трактора распределяется на бóльшую площадь за счёт гусеничной передачи. А мы установили, что чем больше площадь опоры, тем меньше давление, производимое одной и той же силой на эту опору

.

В зависимости от того, нужно ли получить малое или большое давление, площадь опоры увеличивается или уменьшается. Например, для того, чтобы грунт мог выдержать давление возводимого здания, увеличивают площадь нижней части фундамента.

Шины грузовых автомобилей и шасси самолетов делают значительно шире, чем легковых. Особенно широкими делают шины у автомобилей, предназначенных для передвижения в пустынях.

Тяжелые машины, как трактор, танк или болотоход, имея большую опорную площадь гусениц, проходят по болотистой местности, по которой не пройдет человек.

С другой стороны, при малой площади поверхности можно небольшой силой произвести большое давление. Например, вдавливая кнопку в доску, мы действуем на нее с силой около 50 Н. Так как площадь острия кнопки примерно 1 мм 2 , то давление, производимое ею, равно:

p = 50 Н/ 0, 000 001 м 2 = 50 000 000 Па = 50 000 кПа.

Для сравнения, это давление в 1000 раз больше давления, производимого гусеничным трактором на почву. Можно найти еще много таких примеров.

Лезвие режущих и острие колющих инструментов (ножей, ножниц, резцов, пил, игл и др.) специально остро оттачивается. Заточенный край острого лезвия имеет маленькую площадь, поэтому при помощи даже малой силы создается большое давление, и таким инструментом легко работать.

Режущие и колющие приспособления встречаются и в живой природе: это зубы, когти, клювы, шипы и др. — все они из твердого материала, гладкие и очень острые.

Давление

Мы уже знаем, что газы, в отличие от твердых тел и жидкостей, заполняют весь сосуд, в котором находятся. Например, стальной баллон для хранения газов, камера автомобильной шины или волейбольный мяч. При этом газ оказывает давление на стенки, дно и крышку баллона, камеры или любого другого тела, в котором он находится. Давление газа обусловлено иными причинами, чем давление твердого тела на опору.

Известно, что молекулы газа беспорядочно движутся. При своем движении они сталкиваются друг с другом, а также со стенками сосуда, в котором находится газ. Молекул в газе много, поэтому и число их ударов очень велико. Например, число ударов молекул воздуха, находящегося в комнате, о поверхность площадью 1 см 2 за 1 с выражается двадцатитрехзначным числом. Хотя сила удара отдельной молекулы мала, но действие всех молекул на стенки сосуда значительно, — оно и создает давление газа.

Где находится вода?

Прежде чем отправляться на поиск воды, нужно знать принципы, по которым образуются ее подземные скопления.

Как правило, воду можно найти в слоях песка, зажатого между водонепроницаемыми слоями грунта. Это может быть глина или камень. В природе, как правило, нет строго горизонтальных линий. Поэтому и водоупорные прослойки располагаются под уклоном. В некоторых местах образуются прогибы, где и собирается влага. Эти углубления водоупорного слоя могут быть различной величины. Соответственно, будет отличаться и количество собираемой воды. В одних случаях они образуют подземные озера, в других целые потоки – реки. На больших глубинах могут встречаться и подземные моря.

Вода может залегать на различной глубине. От 2 до 5 метров находится верховодка. Это линзы, наполненные талой или дождевой водой. В засушливый период, когда нет подпитки от осадков, вода исчезает и вновь появляется лишь с наступлением дождливого сезона. По этой причине верховодка считается ненадежным источником для водоснабжения.

Более глубоко залегают материковые пески. Толщина этого слоя может достигать внушительных размеров. Соответственно, и накапливать, а заодно и отфильтровывать они могут миллионы тонн живительной влаги. Это для нас как раз более подходящий вариант.

Cкoлькo вecит литp вoды нa днe Mapиaнcкoй впaдины?

Найдены возможные дубликаты

Сжимаемость воды очень мала, крайне мала, я бы даже сказал.

Плотность не изменится, практически, как был вес чуть больше одного килограмма, так и будет (про морскую воду говоря). Например, [тут]( https://techpharm.ru/ocean2-39 ) можно посмотреть про изменение плотности воды с глубиной.

Насколько я понимаю, для точных вычислений необходимо учитывать не только сжимаемость, но и изменение с глубиной солености воды и температуры, количество растворенного в воде воздуха и хз какие еще факторы. Погрешность в 1% будет давать изменение +/-10грамм.

Приходишь, бывало в магазин и говоришь — взвесьте мне 9,8Н колбасы и 5.6Н конфет.

А ведь раньше и взвешивали.

А все уверены, что на глубине 11 км родное наше g все так же 9.8 ?

Кстате, да! Поменьше будет.

Почему «побольше»? Чем ближе к центру Земли, тем g будет меньше. А в самом центре, вообще, будет равным нулю.

Ускорение свободного падения обратно пропорционально расстоянию от центра масс. Меньше расстояние -> больше g

гугл, вики, учебник физики в помощь

Дорогой друг, сила тяжести возникает из-за массы Земли. А ускорение свободного падения — это ускорение возникающее под воздействием силы тяжести и других сил.

Когда некий предмет находится, грубо говоря, в яме — на него действует не только сила тяжести (притяжения) направленная к центру Земли, но и другие силы, направленные, в том числе вверх — к массе грунта, который находится выше предмета.

Разумеется масса грунта НАД предметом в миллиарды раз меньше чем ПОД предметом, а, значит, сила тянущая предмет «вверх» будет в миллиарды раз меньше силы тянущей предмет «вниз», но она всё равно будет.

Мне очень прискорбно, что новое поколение ЕГЭ нихера не рубит в физике и нихера не понимает принцип гравитационных взаимодействий.

> Меньше расстояние -> больше g

Ну, тогда скажите мне пожалуйста: если, например, прокопать ровный тоннель аккурат через центр Земли, то каково значение g будет точно в самом центре?

Я утверждаю, что g будет равным нулю

. А вы как считаете?

«Естественно рождается мысль, что, углубляясь с гирей в недра Земли, т. е. приближая тело к центру нашей планеты, мы должны наблюдать усиление притяжения: гиря в глубине Земли должна весить больше. Эта догадка неверна: с углублением в Землю тела не увеличиваются в весе, а, напротив, уменьшаются.

Объясняется это тем, что в таком случае притягивающие частицы Земли расположены уже не по одну сторону тела, а по разные его стороны. Взгляните на рис. 23. Вы видите, что гиря, помещенная в глубине Земли, притягивается вниз частицами, расположенными ниже гири, но в то же время притягивается вверх теми частицами, которые лежат выше нее. Можно доказать, что в конечном итоге имеет значение притягивающее действие только шара, радиус которого равен расстоянию от центра Земли до местонахождения тела. поэтому вес тела по мере углубления в Землю должен быстро уменьшаться. Достигнув центра Земли, тело совсем утратит вес, сделается невесомым, так как окружающие частицы влекут его там во все стороны с одинаковой силой.»

Занимательная физика (книга 1) Перельман

Перельман дело говорит!

В детстве любил читать эту книгу.

Всем спасибо, стало любопыттно, искал в яндексе, но спрашивал про марианскую впадину, а надо было про изменение веса с глубиной.

Меру объема то поправь.

Ты подразумеваешь не по СИ он написал. Надо было дм3 писать? И так допустимо

в 1901 году решением 3-й Генеральной конференции по мерам и весам литр был определён как объём 1 килограмма чистой воды при нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.) и температуре наибольшей плотности воды (+3,98 °C).

Не смотря на то, что от этого вроде-как отказались, понятие литр до сих пор упоминается только применительно к «нормальным условиям» коих на глубине не сыщешь. Вобщем глаз царапает. Думаю не только мне.

Санитарные требования

При обустройстве колодцев и скважин нужно соблюдать санитарные расстояния. Их нельзя располагать ближе 25 метров от бань, септиков, мусорных куч и компостеров, а также любых других объектов, которые могут загрязнять грунтовые воды.

Также нужно позаботиться о том, чтобы в колодец и скважину не попадала талая и дождевая вода. Делается отвод поверхностных вод на склонах.

Водозаборное отверстие надежно закрывается крышкой, которую открывают лишь при необходимости. Источник должен быть защищен от всевозможных загрязнений.

Когда фото и так вроде бы уже интригующее

Головастик гигантской лягушки?

Но коммент оказывается еще интереснее:

Знает ли кто, кто же этот несчастный, проглоченный кальмаром и оказавшимся в итоге на столе? В комментах к посту говорят, что это малек ската, но гугл рисует куда приятнее картинки по такому запросу: