Требуется ли такое же фунто-сила, как общий вес воды, прилегающей к поршню, чтобы быть в равновесии?Принцип Паскаля - физиков.нет
1 голос
/ 22 сентября

Принцип Паскаля звучит просто, но я немного запутался в этом.

Цилиндр диаметром 24 дюйма и высотой 5 футов, заполненный 117 галлонами (980 фунтами), который соединен с трубой диаметром 1 дюйм, поднимающейся на высоту 300 футов, заполненной 12 галлонами (100 фунтов).

Я знаю, что с более глубокой глубиной давление воды увеличивается, но я немного растерялся в этом вопросе о том, сколько фунтов силы мне понадобится, чтобы поднять эту воду вверх.

У меня есть 129 галлонов воды или (1080 фунтов) общего веса, который давит на поршень, который установлен в самом низу 24-дюймового цилиндра D. Учитывая, что высота трубы меньшего размера составляет 300 футов,понадобится ли мне усилие равного веса (1080 фунтов), чтобы этот поршень находился в равновесии?

И чтобы поднять этот поршень вверх, я бы предположил, что сила фунта должна быть немного больше равновесия, если бы я использовалрычаг.

drawing

Ответы [ 2 ]

1 голос
/ 23 сентября

Кольцевая область крышки цилиндра также оказывает давление на жидкость внизу.Таким образом, общая сила на поршне равна давлению на поршне, умноженному на общую площадь поршня.

1 голос
/ 22 сентября

Я предполагаю, что вопрос заключается в определении силы, необходимой для поршня.Обратите внимание, что если поршень в самом низу находится в равновесии, величина силы воды от поршня должна равняться силе, приложенной поршнем.

Так что нам просто нужно найти силу водына поршне.На самом верху трубки давление - атмосферное давление.Изменение давления из-за глубины воды задается как $\Delta P=h\rho g$, где $h$ в этом случае составляет 305 футов.Таким образом, чтобы получить давление в самом низу, вы можете просто добавить это изменение к начальному атмосферному давлению.

Наконец, достаточно использовать выражение $F = PA$, где $A$ - площадь поршня вЧтобы определить силу.

Возможно, странный результат статического давления жидкости заключается в том, что оно не зависит от массы, объема и формы жидкости, а только от высоты.Если бы мы увеличивали диаметр верхней трубы, сохраняя постоянный уровень воды, масса жидкости явно увеличивалась, но сила поршня оставалась бы неизменной (при условии, что площадь поршня не меняется).

Добро пожаловать на сайт физиков.нет, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...