На рисунке изображены три сосуда различной формы с одинаковыми площадями их доньев, но с различными диаметрами верхних частей. Очевидно, что если в сосуды до одного и того же уровня налить какой-либо жидкости, то в левом сосуде
Слайд 2 На рисунке изображены три сосуда различной формы с
одинаковыми площадями их доньев, но с различными диаметрами верхних
частей. Очевидно, что если в сосуды до одного и того же уровня налить какой-либо жидкости, то в левом сосуде масса жидкости будет наименьшей, а в правом сосуде – наибольшей. Взгляните на рисунок:
Слайд 4 На первый взгляд кажется, что и давление на
дно левого сосуда будет наименьшим, а на дно правого
– наибольшим. Но это – предположение, и его нужно проверить опытом. Заменим прочные донья сосудов на резиновые плёнки и посмотрим, насколько сильно они растягиваются. Взгляните на второй рисунок:
Слайд 6 Мы видим, что резиновые плёнки, являющиеся теперь доньями
сосудов, прогибаются. При этом их движения передаются стрелкам. Опыт
показывает, что при одинаковых высотах столбов воды в сосудах стрелки отклоняются на равное число делений шкалы. Из опыта следует вывод: сила давления жидкости на дно сосуда не зависит от его формы!
Слайд 7 Мы столкнулись с парадоксом (от греч. «парадоксос» –
неожиданный, странный). Более точно он называется гидростатическим парадоксом(от греч. «гидор» –
вода, жидкость и «статос» – неподвижный). Его физический смысл в том, что вес налитой в сосуд жидкости отличается от силы давления на дно (для левого и правого сосудов). Как же выйти из сложившегося затруднительного положения? То есть как «примирить» наше предположение про массу (вес) и результат опыта?
Слайд 8 Давление на дно каждого сосуда можно рассчитать по
формуле p=ρgh.Если в сосуды налита одна и та же
жидкость, то давления будут одинаковы, так как одинаковы высоты столбов жидкости. Силу, с которой жидкость давит на дно каждого сосуда, можно рассчитать по формуле F = pS. Подставляя первую формулу во вторую, мы получим: F =ρghS.. Все величины, стоящие в правой части этого равенства, одинаковы для всех трёх сосудов. Следовательно, будут равны и силы, действующие на донья всех трёх сосудов.
Слайд 9 Как видим, в последней формуле F =ρghS нет ни массы,
ни веса жидкости. Следовательно, силы давления на донья сосудов
не зависят от названных величин. В этом и состоит разгадка – мы изначально сделали неверное предположение, которое не подтверждается опытом и рассуждениями.