Co zrobimy: Zmierzymy ciśnienie na różnych głębokościach w naczyniach o różnym kształcie i sprawdzimy, od czego naprawdę ono zależy.
Co widzisz na ekranie: Naczynia połączone o różnych kształtach z cieczą na wspólnym poziomie, czujnik ciśnienia na regulowanej głębokości oraz suwaki głębokości i gęstości cieczy. Czujnik pokazuje to samo ciśnienie na tej samej głębokości niezależnie od naczynia. Odczyty: głębokość, gęstość, ciśnienie i poziom cieczy.
Co się właśnie stało?
W obu naczyniach — szerokim i wąskim — na tej samej głębokości ciśnienie okazało się identyczne. Kształt i ilość cieczy nie miały znaczenia.
Ciśnienie hydrostatyczne:
to nacisk słupa cieczy na dane miejsce. Zależy tylko od głębokości i gęstości cieczy:
ρ — gęstość cieczy, h — głębokość pod powierzchnią, g — przyspieszenie grawitacyjne.
Paradoks hydrostatyczny:
ciśnienie NIE zależy od kształtu naczynia ani ilości cieczy — tylko od tego, jak GŁĘBOKO jesteś i jak gęsta jest ciecz. Wąska rurka i szeroka beczka dają na tej samej głębokości to samo ciśnienie.
Naczynia połączone:
ponieważ ciśnienie zależy tylko od głębokości, ciecz sama ustawia się na TYM SAMYM poziomie we wszystkich połączonych ramionach — niezależnie od ich kształtu.
Po co Ci to na maturze:
p = ρgh i zasada naczyń połączonych to podstawa zadań z hydrostatyki (nurek, tama, prasa hydrauliczna, poziomica wodna). Chwyt: liczy się głębokość, nie ilość cieczy.
Zapamiętaj: ciśnienie hydrostatyczne zależy tylko od głębokości i gęstości cieczy (p = ρgh), nie od kształtu naczynia. Dlatego w naczyniach połączonych ciecz stoi na jednym poziomie.
Tylko od głębokości i gęstości cieczy: p = ρgh — nie od kształtu naczynia ani ilości cieczy.
To, że na tej samej głębokości ciśnienie jest takie samo niezależnie od kształtu i objętości naczynia.
Bo ciśnienie zależy tylko od głębokości — układ równowagi wymusza równy poziom we wszystkich ramionach.
Powiązane eksperymenty