液体向上产生压力

时间:2024-11-29 05:17:06

在容器里装上液体,液体就会对容器的底部产生压力,同时还对容器侧面产生压向容器壁的压力。这一点,即使没有学过物理学的基本知识也明白。但是,你知道吗,液体有时候也会向上产生压力。下面我们举一个例子说明一下,你就会明白了。如 图 所示,这是一只普通的煤油灯的灯罩。找一张厚纸板,剪出一个圆形的纸片,纸片的大小要比灯罩口稍大一些。把圆形纸片盖在灯罩口上,并在纸片中心穿一条细绳,然后把灯罩倒转过来,用手拽住细绳,防止纸片脱落,把灯罩慢慢放到水里面,在某一个位置,放开纸片上的细绳,你会发现,圆形的纸片并没有从灯罩口上掉下来。也就是说,纸片这时受到了向上的压力,才使得纸片在没有人为干预的前提下,也掉不下来。

液体向上产生压力

图 证明液体可以向上产生压力的实验。

其实,我们还可以通过一个小小的实验,计算得出水对纸片向上的压力。很简单,只要小心地向灯罩里注水,当灯罩内和灯罩外水面接近的时候,纸片就会掉下去。也就是说,纸片受到的向上的压力就等于刚才向灯罩内注入的水对向下纸片的压力。浸入液体里的物体会受到液体对它的压力,这个定律就是这么得来的。阿基米德原理中关于液体里的物体重量会小一些,也是这么得来的。

我们还可以找一些罩口面积相同但形状不同的灯罩做这个实验。通过实验,可以证明另一条定律,就是浸入液体里的物体受到液体压力的大小跟容器的形状无关,只跟容器底部的面积和水面的高度有关。如 图 所示,我们把找到的灯罩按照刚才的实验步骤,每个灯罩都试一下,我们会发现,每次都是把灯罩里的水加到同一高度,纸片就会掉下去。也就是说,不管容器的形状是什么样子,只要它们的底面积和高度相等,容器里的水的压力都相等。需要注意一点,那就是这里我们说的是高度,而不是长度。水柱长也好,短也好,斜也好,直也好,只要高度相同,底面积一样,它们对于容器底部的压力就是相等的。

液体向上产生压力

图 容器底部面积和水面高度与液体对其底部产生压力的关系。