Давление жидкости

Содержание и основные понятия

← Вернуться к оглавлению
Alterna · физика · 3.2
Давление жидкости
Расчёт давления, сообщающиеся сосуды
На глубине 10 метров вода давит с силой в одну атмосферу. А на дне Марианской впадины — 1100 атмосфер. Как рассчитать давление жидкости?
ФГОС · 7 класс
ФОП · базовый
01
Расчёт давления жидкости
Формула p = ρgh — давление на дно и стенки сосуда.
Формула давления жидкости
p = ρ · g · h
где:
ρ — плотность жидкости (кг/м³)
g = 9.8 Н/кг
h — глубина (м)
Важно:
давление не зависит от формы сосуда и площади дна — только от плотности жидкости и глубины!
Пример
Давление воды на глубине 10 м: p = 1000 × 9.8 × 10 = 98000 Па ≈ 98 кПа.
Каждые 10 м глубины добавляют ~1 атмосферу давления.
🌊
Давление на разных глубинах
IV-025B · p = ρgh — визуализация давления по глубине
Жидкость:
Глубина:
5
м
02
Сообщающиеся сосуды
Почему в чайнике и носике вода на одном уровне?
Сообщающиеся сосуды
Сообщающиеся сосуды
— это сосуды, соединённые ниже уровня жидкости.
Закон:
в сообщающихся сосудах однородная жидкость устанавливается на одном уровне.
Если жидкости разные:
ρ₁h₁ = ρ₂h₂
— высоты обратно пропорциональны плотностям.
☕
Сообщающиеся сосуды
IV-025 · выбор жидкости + добавление в одно колено
Левая жидкость:
Правая жидкость:
Уровень:
100
%
Ц
Что нужно понимать
Результат 1
Объяснять физический смысл темы «Давление жидкости» через модель, а не только через формулу.
Результат 2
Различать и корректно использовать термины: гидростатическое давление, сообщающиеся сосуды, плотность.
Результат 3
Указывать условия применимости закона, проверять единицы и предельные случаи.
Т
Термины темы
Определение должно указывать физический смысл, а не заменяться бытовым синонимом.
гидростатическое давление
Давление покоящейся жидкости, обусловленное её весом и внешним давлением на поверхность.
сообщающиеся сосуды
Сосуды, соединённые ниже свободных поверхностей так, что жидкость может перетекать между ними.
плотность
Отношение массы однородного вещества к занимаемому им объёму.
глубина
Расстояние вниз от выбранной свободной поверхности до рассматриваемой точки.
Ф
Происхождение и вывод формул
Фундаментальный закон нельзя «доказать» алгеброй: для каждой записи указано, является ли она определением, экспериментальным законом или следствием модели.
p
=
ρ
g
h
p=\rho gh
p
=
ρ
g
h
следствие модели
Давление столба жидкости.
Ниже показано, из какого определения, опыта или закона возникает эта запись и где она применима.
V
=
S
h
,
m
=
ρ
S
h
V=Sh,\qquad m=\rho Sh
V
=
S
h
,
m
=
ρS
h
Над площадкой S выделяют вертикальный столб покоящейся жидкости высотой h и находят его массу.
F
=
m
g
=
ρ
S
h
g
F=mg=\rho Shg
F
=
m
g
=
ρS
h
g
Вес столба создаёт силу давления на нижнюю площадку.
p
=
F
S
=
ρ
g
h
p=\frac{F}{S}=\rho gh
p
=
S
F
​
=
ρ
g
h
Деление силы на площадь убирает зависимость от выбранного сечения столба.
Условия:
Однородная несжимаемая жидкость покоится в однородном поле тяжести; p — избыточное давление столба, давление на поверхности добавляют отдельно.
Контроль:
Размерности обеих частей должны совпадать; результат проверяют на знак, порядок и предельный случай.
ρ
1
h
1
=
ρ
2
h
2
\rho_1h_1=\rho_2h_2
ρ
1
​
h
1
​
=
ρ
2
​
h
2
​
следствие модели
Равновесие жидкостей.
Ниже показано, из какого определения, опыта или закона возникает эта запись и где она применима.
p
1
=
p
2
p_1=p_2
p
1
​
=
p
2
​
В сообщающихся покоящихся жидкостях давления на одном горизонтальном уровне у границы равны.
p
1
=
ρ
1
g
h
1
,
p
2
=
ρ
2
g
h
2
p_1=\rho_1gh_1,\qquad p_2=\rho_2gh_2
p
1
​
=
ρ
1
​
g
h
1
​
,
p
2
​
=
ρ
2
​
g
h
2
​
Каждый столб создаёт гидростатическое давление, определяемое плотностью и высотой.
ρ
1
g
h
1
=
ρ
2
g
h
2
⇒
ρ
1
h
1
=
ρ
2
h
2
\rho_1gh_1=\rho_2gh_2\Rightarrow\rho_1h_1=\rho_2h_2
ρ
1
​
g
h
1
​
=
ρ
2
​
g
h
2
​
⇒
ρ
1
​
h
1
​
=
ρ
2
​
h
2
​
Одинаковое g сокращается, связывая высоты столбов с плотностями жидкостей.
Условия:
Несмешивающиеся жидкости покоятся в сообщающихся сосудах, над свободными поверхностями одинаковое давление, g постоянно.
Контроль:
Размерности обеих частей должны совпадать; результат проверяют на знак, порядок и предельный случай.
!
Границы модели и типичные ошибки
Ошибка: забыть условие модели
Нельзя переносить формулу на любую ситуацию только из-за совпадения букв. Ключевое условие этой темы: ρ — плотность жидкости (кг/м³)
Как проверить рассуждение
g = 9.8 Н/кг Затем проверьте единицы, направление векторов и поведение результата при нулевом или очень большом параметре.
Σ
Вывод по теме
Давление жидкости
На глубине 10 метров вода давит с силой в одну атмосферу. А на дне Марианской впадины — 1100 атмосфер. Как рассчитать давление жидкости?
ρ — плотность жидкости (кг/м³)
g = 9.8 Н/кг
Любой численный результат сопровождается единицей, знаком и объяснением его физического смысла.
Содержание сверено с ФРП по физике ООО/СОО 2025 года и тематикой действующих линий ФПУ: И. М. Пёрышкин и соавторы (7–9), Г. Я. Мякишев и соавторы (10–11); углубления — с линиями «Инженеры будущего» и В. А. Касьянова. Формулировки оригинальные, тексты учебников не воспроизводятся.