Зачем эксперименту с бочкой Паскаля нужен высокий столб воды?

Смысл бочки Паскаля в том, чтобы показать взаимосвязь между высотой и давлением воды в закрытом сосуде.

Что интересно в бочке Паскаля, так это то, что теоретически вы можете использовать очень маленькую массу воды (такую, которую сосуд мог бы легко выдержать), и она все равно лопнет из-за слишком высокого внутреннего давления.

В своей экспериментальной установке они измеряют давление жидкости в основании воронки/цилиндра, потому что это то, что является примером бочки Паскаля. Общий вес воронки не имеет значения. Вы могли бы поддерживать снаружи весь вес воды, не давя на бочку, и она все равно лопнула бы, если бы жидкость в бочке находилась в непосредственном контакте с жидкостью в толще воды. Важно то, что давление воды в бочке будет зависеть исключительно от высоты водяного столба над ней, а не от чистого веса этой воды.

Сила воды, действующая на воронку, действительно передавалась бы на край стакана, но это не так уж и много — как говорится в видео, это всего пара фунтов воды, а значит, это всего пара фунтов силы. . Пары фунтов силы недостаточно, чтобы разбить стакан.

Было бы полезно подумать об этом с энергетической точки зрения, поскольку в таком случае это кажется гораздо менее нелогичным. Требуется много энергии, чтобы перекачать эту воду на 45 футов. Таким образом, высокий столб воды обладает гораздо большей потенциальной энергией, чем водяная воронка. Давление можно рассматривать как способность жидкости совершать работу, поэтому чем больше потенциальной энергии имеет столб, тем больше способность жидкости выполнять работу, необходимую для разрушения стакана.

Вы правы в том, что если бы не было зажима, удерживающего воронку, вес воды весь передавался бы на весы через ободок. Из-за зажима только поршень на дне воронки может создавать давление на весы. Сила, с которой поршень действует на весы, равна « весу поршня » + « весу водяного цилиндра прямо над поршнем », что одинаково как для вертикальной трубы, так и для воронки.