Поднимет ли 200 фунтов воды высотой 150 футов больше, чем 200 фунтов из-за веса + дополнительного давления жидкости, которая находится так высоко?

Я пытаюсь понять принцип Паскаля более подробно, поэтому я сделал рисунок с вопросом, чтобы узнать отрезок разницы между давлением и весом.

Как показано в проекте «Бочка Паскаля», чем больше глубина воды, тем большее давление будет оказывать крышка бочки внизу. Здесь я нарисовал фотографию замены ствола на простой тип гидравлического подъемника, чтобы я мог понять, какой вес можно поднять и на какое расстояние он будет поднят вверх. Это также помогло бы выяснить его равное равновесие.

Для простоты не обращайте внимания на лишнюю жидкость или трубы на чертеже и просто используйте данные, представленные ниже.

2-дюймовая труба высотой 150 футов = (24 галлона или 200 фунтов воды). Предположим, что эта труба представляет собой стоячую воду. Поскольку давление и вес — разные вещи, и предполагается, что теперь жидкость добавляет как давление, так и вес на поршень ниже ( на уровне моря) какой вес поднимет 24 галлона воды и на какое расстояние он будет поднят?

Это 200 фунтов жидкости + давление в тонкой трубе, достигающей 150 футов в высоту.

Разве сила, с которой действует вода, не равна давлению воды на поршень, умноженному на площадь поршня?

Ответы (1)

Давление воды, оказываемое жидкостью, уже включает вес воды. Фактически, давление вызвано весом жидкости.

Следовательно, сила, с которой вода действует на поршень, равна произведению давления воды на поршень на площадь поршня. Давление воды определяется

п "=" р г Δ час "=" м г Δ час А Δ час "=" м г А
где р это плотность воды, г ускорение свободного падения, Δ час разница в высоте между верхней частью воды и поршнем, м масса воды, содержащейся на высоте Δ час , т. е. вода в левой трубке между верхней частью трубки и высотой поршня (все эффекты воды в нижней части U-образной формы компенсируются), и А это площадь поперечного сечения трубы.

Первое выражение может быть тем, что вам больше знакомо для разницы давлений между двумя высотами в жидкости, но, как вы можете видеть, оно равно весу жидкости в соответствующей части трубы. то есть Ф "=" п А "=" м г .

Если бы мы давили на левую сторону с дополнительной силой ф , мы все равно просто вытолкнем эту силу справа, давление будет просто ( м г + ф ) / А . Вместо этого этот тип системы становится полезным, когда области по обе стороны трубы различны . Здесь вы получаете «большую отдачу от затраченных средств» с точки зрения давления, прикладываемого слева, и давления, получаемого справа. Я оставлю это для вас, чтобы исследовать.

Прошу прощения, мне пришлось отредактировать свой комментарий из-за моих орфографических ошибок. Ниже мой ответ, пока позже.
Вау, еще раз спасибо, Аарон! Я изучу ваш комментарий и сделаю заметки, как только сяду за свой стол сегодня вечером. Прежде чем я вернусь к работе, я должен задать вам этот вопрос. Учитывая паскали, бочка может взорваться, если добавить всего 1 литр воды сверху, что произойдет, если я добавлю 1 литр в этот пример? Скажем, патронник сделан из стали и не разобьется. Этот дополнительный 1 литр жидкости в 2-дюймовой трубе составляет около 2 футов трубы, которая весит 2,2 фунта.
Теперь я предполагаю, что это будет больше, чем уравновешивание, чем поршень весом 200 фунтов, и поднимет этот 2-дюймовый поршень вверх на 2 фута (смещение). Но опять же, кажется, что я налил 1 литр сверху, что это Вместо этого я просачиваюсь сверху Я знаю, что есть много других осложнений, таких как воздух, застрявший в трубе, но говорят, что она была полностью заполнена водой.
@Rip Если верхняя часть открыта, вода просто выльется. На поршень может быть небольшое влияние небольшого количества дополнительной воды, которая находится сверху перед тем, как пролиться, но не сильно.
Поднимет ли 200 фунтов воды высотой 150 футов больше, чем 200 фунтов из-за веса + дополнительного давления жидкости, которая находится так высоко?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v