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壓強計算常用方法

發布時間:2025-08-23 17:21:43

⑴ 柱體的壓強公式,壓強計算用兩個公式————(普通適用)————(只適用於液體、柱形固體)。

是的,由P=F/S是可以推導出 P=ρ*g*h,但這是在液體容器為規則均勻的柱體容器的前提下推導出來的,所以公式 P=F/S的使用條件僅適用於這種柱體容器。但 P=ρ*g*h這個公式根據液體本身的特性(易流性,連通器原理、帕斯卡定律等)可以推廣到任意形狀的容器,只要是連通的密度均勻的液體都可以用。其實液體內部壓強公式的推導完全可以不用公式P=F/S來推導,而是用更加普遍、更加一般的方法——質量力的勢函數的積分來推導,只是因為這已超出中學的教學大綱了。

補充說明:
非直立柱體時液體對容器底部的壓強,可用P=ρgh計算,不能用P=G/S計算;
非直立柱體時液體對容器底部的壓力,可用F=PS=ρghS計算。
因為同學對這個問題疑問較多,對P=F/S和P=ρgh兩個公式簡單說明如下:
由P=F/S是可以推導出液體壓強公式 P=ρgh,但這是在液體容器為規則均勻的柱體容器的前提下推導出來的,所以公式 P=F/S的使用條件僅適用於這種柱體容器(這一點與固體不同,固體間的壓強總是可以用P=F/S來計算)。但 P=ρgh這個公式根據液體本身的特性(易流性,連通器原理、帕斯卡定律等)可以推廣到任意形狀的容器,只要是連通的密度均勻的液體都可以用。其實液體內部壓強公式的推導完全可以不用公式P=F/S來推導,而是用更加普遍、更加一般的方法——質量力的勢函數的積分來推導,只是這已超出中學的教學大綱了。
由於液體的易流性和不可拉性,靜止的液體內部沒有拉應力和切應力,只能有壓應力(即壓強),在靜止的液體內部任意取出微小一個六面體,這個六面體在六個面的壓力和本身的重力共同作用下處於平衡狀態,設想這個六面體無限縮小時,其重力可以忽略不計,就得出作用在同一點上的各個方向的壓強相等,即壓強僅僅與位置坐標有關,而與方位無關。即 P=f(x,y,z)。再設想坐標x-O-y處在水平面上,z為豎直向下的坐標。液體的壓強是由液體的質量力引起的,當液體對地球來說是靜止時,就是由重力引起的,液體質量m=1的液體單位質量力在各坐標的分量為X=0、Y=0、Z=g,液體內部的壓強與質量力的微分關系為
dP=ρ(XdxYdy+Zdz)=ρ(0*dx+0*dy+gdz)=ρgdz (從本方程看出在同一水平面上沒有壓強差,水平面是等壓面,即前後左右壓強都相等,壓強僅在重力方向上有變化)。從水面z=0到水深z=h積分上式得 P=ρgh。液體壓強除了密度之外完全由深度決定,這個公式並沒限制液體的容器是什麼形狀,只要是同一密度的連通的靜止液體都可適用!

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