Чему равно давление жидкости?

Давление жидкости увеличивается с глубиной. Это связано с тем, что более высокие слои жидкости давят своим весом на ниже лежащие.

Понятно, что кроме того, что давление существует в толще жидкости, жидкость также давит на дно и стенки сосуда. Давление на дно соответствует давлению всего столба жидкости. А вот давление на стенки разное. Оно соответствует давлению жидкости на определенной глубине.

Давление жидкости на стенки связано с тем, что жидкость пытается растечься под действием силы тяжести, а стенки сосуда препятствуют этому возникающей в них силой упругости. Получается, что жидкость и стенки сосуда взаимно давят друг на друга.

Сила давления жидкости направлена перпендикулярно к поверхности. Так на дно жидкость давит с силой направленной в сторону дна (сверху вниз), а на стенки — направленной в сторону стенок (влево, вправо, вперед, назад и т. д).

Давление жидкости зависит от ее плотности и высоты столба жидкости. Давление жидкости не зависит от площади, на которую производится давление. Это отличие от давления твердых тел. Их давление зависит от площади: чем больше площадь, тем меньше давление. У жидкостей такой зависимости нет. Это оказывается при выводе формулы давления жидкости.

Давление жидкости на дно можно описать также, как это делается для твердого тела:

p = P/S = F/S

Здесь P = F так как вес тела и есть сила, давящая на дно. Вес тела равен произведению его массы (m) на ускорение свободного падения (g): P = mg. Поэтому в формуле, описывающей давление жидкости, можно заменить вес:

p = (mg) / S

Масса тела равна его объему (V) умноженному на плотность (ρ): m = ρV. Поэтому в формуле можно заменить массу:

p = (ρVg) / S

Объем параллелепипеда равен произведению его высоты (h), ширины (a) и длины (b): V = hab. Если учесть, что произведение ширины и длины есть площадь (S) основания параллелепипеда, то объем можно записать так: V = hS. Подставим это произведение в формулу:

p = (ρhSg) / S

В этой формуле можно сократить S. Тогда получим:

p = ρhg

То есть давление жидкости в определенном месте зависит от высоты столба жидкости до этого места, плотности жидкости и ускорения свободного падения. Так как последнее примерно одинаково на всей поверхности Земли, то можно говорить, что давление жидкости зависит только от ее плотности и высоты.

Из формулы можно сделать выводы. Чем больше плотность жидкости, тем большее она оказывает давление. Чем толще слой жидкости, тем большее она оказывает давление.