Физика

Давление, жидкости и газы

Давление, гидростатика, закон Паскаля и архимедова сила.

31 формула

Формулы темы

Давление твердого тела

Давление равно силе, действующей перпендикулярно поверхности, деленной на площадь этой поверхности. Формула показывает распределение нагрузки.

$p=\frac{F}{S}$

Сила давления через давление и площадь

Находит силу, с которой тело, жидкость или газ действует на поверхность, если известны давление и площадь контакта. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$F=pS$

Площадь опоры по силе и давлению

Помогает определить, какую площадь контакта нужно иметь, чтобы заданная сила создавала нужное давление. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$S=\frac{F}{p}$

Гидростатическое давление в жидкости

Вычисляет избыточное давление столба жидкости на глубине h без учета давления воздуха над свободной поверхностью. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$p=\rho gh$

Полное давление в жидкости

Складывает внешнее давление на поверхность жидкости и давление, которое создается ее собственным весом на глубине. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$p=p_0+\rho gh$

Глубина по гидростатическому давлению

Переставленная форма закона гидростатики позволяет найти глубину, если известно давление столба жидкости. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$h=\frac{p}{\rho g}$

Плотность жидкости по давлению и глубине

Формула восстанавливает плотность жидкости по измеренному гидростатическому давлению на известной глубине. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$\rho=\frac{p}{gh}$

Сила давления жидкости на дно

Находит силу, с которой жидкость давит на горизонтальное дно сосуда, если глубина одинакова по всей площади. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$F=\rho ghS$

Закон Паскаля для жидкости

Показывает, какое добавочное давление создается внешней силой и передается жидкостью во все стороны одинаково. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$\Delta p=\frac{F}{S}$

Гидравлический пресс: отношение сил

Связывает силы на двух поршнях гидравлического пресса с их площадями при одинаковом переданном давлении. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$\frac{F_2}{F_1}=\frac{S_2}{S_1}$

Сила на большом поршне пресса

Рабочая формула для расчета выигрыша в силе в гидравлическом домкрате, прессе или тормозной системе. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$F_2=F_1\frac{S_2}{S_1}$

Выигрыш в силе гидравлического пресса

Показывает, во сколько раз гидравлический пресс увеличивает силу по сравнению с силой на малом поршне. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$K=\frac{S_2}{S_1}$

Барометр Торричелли: давление столба ртути

Объясняет, как атмосферное давление уравновешивается столбом ртути в классическом барометре. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$p=\rho gh$

Нормальное атмосферное давление

Дает справочное значение нормального давления воздуха на уровне моря, с которым сравнивают манометры и барометры. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$p_{atm}\approx101325\,\text{Па}$

Сила атмосферного давления

Позволяет оценить силу, с которой воздух давит на окно, крышку, мембрану или другую поверхность. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$F=p_{atm}S$

Абсолютное и избыточное давление

Связывает давление относительно вакуума и показание манометра, который обычно измеряет превышение над атмосферой. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$p_{abs}=p_{atm}+p_{izb}$

Манометр: избыточное давление по столбу

Находит избыточное давление газа или жидкости по разности уровней в жидкостном манометре. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$p_{izb}=\rho g\Delta h$

Сообщающиеся сосуды с одной жидкостью

Фиксирует главный результат: в открытых сообщающихся сосудах одинаковая жидкость устанавливается на одном уровне. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$h_1=h_2$

Сообщающиеся сосуды с разными жидкостями

Связывает высоты несмешивающихся жидкостей в сообщающихся сосудах через равенство давлений на одном уровне. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$\rho_1h_1=\rho_2h_2$

Среднее давление на боковую стенку

Для вертикальной стенки давление растет с глубиной, поэтому среднее давление равно половине давления у дна. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$p_{sr}=\frac{\rho gh}{2}$

Сила давления на боковую стенку

Оценивает суммарную силу давления жидкости на вертикальную прямоугольную стенку, верх которой у поверхности. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$F=\frac{\rho ghS}{2}$

Архимедова сила в жидкости

Находит выталкивающую силу, равную весу жидкости, вытесненной погруженной частью тела. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$F_A=\rho gV$

Вес тела в жидкости

Показывает, почему тело на динамометре в воде кажется легче: часть веса компенсирует выталкивающая сила. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$P'=mg-F_A$

Объем вытесненной жидкости

Переставленная формула Архимеда позволяет найти объем погруженной части тела по выталкивающей силе. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$V=\frac{F_A}{\rho g}$

Условие плавания тела

Качественная формула сравнивает плотность тела и жидкости, чтобы предсказать плавание, всплытие или погружение. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$\rho_{tela}<\rho_{zhidkosti}$

Доля погруженного объема плавающего тела

Для плавающего тела показывает, какая часть объема находится под поверхностью жидкости. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$\frac{V_{pogr}}{V}=\frac{\rho_{tela}}{\rho_{zhidkosti}}$

Плотность тела по погруженной части

Позволяет оценить среднюю плотность плавающего тела, если известна доля его объема под жидкостью. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$\rho_{tela}=\rho_{zhidkosti}\frac{V_{pogr}}{V}$

Грузоподъемность плавающего тела

Оценивает максимальную массу груза до полного погружения, если известны объем вытеснения и масса самого тела. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$m_{gr}=\rho V-m_0$

Выталкивающая сила в газе

Та же идея Архимеда работает в газе: тело вытесняет воздух и получает небольшую подъемную силу. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$F_A=\rho_{gaza}gV$

Закон Бойля-Мариотта

Для газа при постоянной температуре произведение давления на объем остается постоянным. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$p_1V_1=p_2V_2$

Давление газа при изменении объема

Переставленная форма закона Бойля-Мариотта сразу дает новое давление газа после сжатия или расширения. Страница относится к школьной физике и помогает аккуратно отделить давление, силу, площадь, глубину, плотность и объем в задачах про жидкости, газы и плавание тел.

$p_2=p_1\frac{V_1}{V_2}$