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📜  流体压力

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:57:37.721000             🧑  作者: Mango

流体压力

液体和气体在我们的生活中扮演着重要的角色。地球的大气层是如此之大，以至于它看起来像一个气体海洋。地球表面约 76% 被水覆盖。我们无法想象没有气体（空气）和水的生命，液体统称为流体。在外加力的作用下流动且自身没有形状的物质称为液体。对静止流体的研究称为流体静力学或流体静力学。流体力学研究。在本文中，我们将仅研究液体。

压力

力可以相对于固体表面的任何方向施加。但在流体中，力可能以直角（或垂直）施加于液体表面。这是因为静止的流体（液体和气体）不能承受切向力。因此，我们声明作用在流体上的压力而不是力。

压力 (P) 定义为每物体表面积上垂直作用于物体表面的力的大小。如果大小为 F 的恒定力正常作用在表面区域 A 上，则作用在表面上的压力由下式给出，

P = 力 (F) / 面积 (A)

用于测量流体压力的装置

一个用于测量流体压力的简单装置如图 1 所示。它由一个真空气缸组成。面积为 A 的活塞安装在气缸中。弹簧连接在活塞和气缸底部之间。

当设备浸没在流体中时，流体会在活塞上施加一个力 (F)，由于这个向下的力，只要流体施加在活塞上的向下的力等于弹簧施加在活塞上的向上的力。流体施加的力可以通过用已知力校准弹簧的压缩来确定。因此，可以使用关系式 P = F/A 确定流体中的压力。

压力是一个标量。确定的方向与压力无关，因为当施加力时，静水压力在所有方向上均等地传递

压力的后果

  1. 铁轨固定在大型木制或铁轨枕上。因此，火车可以将力分散到大面积的卧铺上。这减少了在火车重量下地面的压力 (F/A) 屈服（下沉）。
  2. 锋利的刀在切割物体时比钝刀更有效。作用于地面，从而防止施加的压力 = 力/面积。锋利的刀在小面积上施力，而钝刀则在大面积上施力。这就是为什么锋利的刀比钝刀施加的压力更大的原因。因此，锋利的刀比钝刀更容易切割物体。
  3. 骆驼可以在沙地上轻松行走，但人不能在无沙上轻松行走，因为骆驼的脚面积大而人的脚面积小。所以骆驼对沙子施加的压力很小，但人施加的压力很大。由于压力大，人的脚会钻进沙子里，走路变得困难。
  4. 锋利的针头很容易刺入皮肤，但钝针头不会刺穿皮肤，尽管在两种情况下施加的力是相同的。这是因为每单位面积的力，即锐针施加的压力远大于钝针施加的力。

密度

物质的密度定义为物质每单位体积的质量。它用 ρ 表示。如果 M 是体积为 V 的物质的质量。那么，物质的密度由下式给出

p = m / V

其中 m 是质量，V 是体积。

  • 在 SI 中，密度单位为 kg m -3 。
  • 密度的维数公式是 [ML -3 T 0 ]

相对密度

物质的相对密度（RD）定义为物质的密度与水的密度之比。那是，

RD = 物质密度/水密度

  • 相对密度没有单位。这是一个纯粹的数字。
  • 4°C时水的密度最大，等于1000 kg m -3
  • 相对密度的物理意义：物质的相对密度表示一个数字，表示给定物质比等体积的水重多少倍。当我们说黄金的相对密度为 19.32 时，这意味着黄金比水的体积重 19.32 倍。

解决的例子

问题 1：命名用于测量大气压的设备。

解决方案：

问题2：黄金的相对密度为19.32，计算黄金的密度。

解决方案：

问题3：如果汞的密度是1360 Kgm -3 。计算汞的相对密度。 （给定水的密度 = 1000 kg m 3 ）。

解决方案：

问题 4：一把刀在桌子上施加 20 N 的力。如果刀尖的面积是 0.1 mm 2 ，计算施加在工作台上的压力。

解决方案：

问题 5：torr 是什么意思？

解决方案：