Рис. 224. К упражнению 148.1
Если поверхность не плоская, ее разбивают на столь малые участки, что каждый из них практически можно счи-
*) Это — так называемая физическая атмосфера (обозначается атм), которую мы будем называть просто атмосферой. Кроме физической, существует техническая атмосфера (обозначается ат), равная давлению, оказываемому водяным столбом высоты 10,000 м. Техническая атмосфера равна 0,968 физической атмосферы. В дальнейшем в этой книге техническая атмосфера не используется.
284
тать плоским. Тогда силу, действующую на каждый участок, можно найти так же, как и для плоского участка. Каждая из этих сил имеет направление, перпендикулярное к участку, на который она действует. Силы эти не параллельны между собой, а имеют различные направления. Для определения равнодействующей сил давления на всю поверхность надо сложить силы, приходящиеся на отдельные участки, по правилу сложения векторов. Так, например, силы давления f воды на погруженную поверхность плавающего судна имеют разные направления в разных точках его корпуса, как показано на рис. 223. Равнодействующая F этих сил будет направлена вертикально вверх, уравновешивая силу тяжести, действующую на судно.
?148.1. В трубе находится поршень, форма которого в сечении показана на рис. 224. Давление жидкости по обе стороны поршня одно и то же. Находится ли поршень в равновесии? Для простоты рассуждений принять, что сечение трубы имеет форму прямоугольника.
§ 149. Распределение давления внутри жидкости. В предыдущих параграфах мы выяснили, что давление внутри жидкости зависит от степени ее сжатия. Жидкость может быть сжата действующей на нее силой тяжести или какими-либо внешними силами, приложенными к поверхности жидкости (поверхностные силы). Например, давление в глубине моря вызвано давлением вышележащих слоев воды и силой давления со стороны воздушной атмосферы, действующей на свободную поверхность моря. При этом давление внутри жидкости оказывается неравномерным, так как верхние слои воды сжаты в основном давлением атмосферы, а глубоководные слои сжаты гораздо сильнее давлением вышележащей части воды. Наоборот, почти равномерное распределение давления наблюдается в паровом котле, где давление создано в основном давлением пара на поверхность воды, так как глубина воды в котле невелика. В следующих параграфах мы выясним подробно картину распределения давления внутри жидкости для разных случаев воздействия сил на жидкость.
§ 150. Закон Паскаля. Сначала найдем распределение давления внутри жидкости для случая, когда жидкость сжата только поверхностными силами. Вес жидкости можно не учитывать, если обусловленное им давление мало по сравнению с давлением, вызванным поверхностными силами. На искусственных спутниках, в условиях невесомости, жидкость действительно будет сжата только поверхност- далее