Спостерігаючи за польотом повітряних куль і за рухом кораблів по морській гладі, багато людей задаються питанням: що змушує підніматися в небо або тримає на поверхні води ці транспортні засоби? Відповіддю на це питання є виштовхувальна сила. Розглянемо детальніше її в статті.
Текучі середовища і статичний тиск у них
Відкритими називаються дві агрегатних стани речовини: газ і рідина. Вплив будь-якої дотичної сили на них змушує зміщуватися одні шари речовини щодо інших, тобто матерія починає текти.
Рідини і гази складаються з елементарних частинок (молекул, атомів), які не мають певного положення в просторі, як, наприклад, у твердих тел. Вони постійно рухаються в різних напрямках. У газах це хаотичне рух є більш інтенсивним, ніж в рідинах. Завдяки зазначеним фактом текучі субстанції можуть передавати який чинять на них тиск в усіх напрямках однаково (закон Паскаля).
Оскільки всі напрямки руху в просторі є рівноправними, то сумарний тиск на будь-елементарний об’єм всередині текучого речовини дорівнює нулю.
Ситуація докорінно змінюється, якщо розглянуте речовину помістити в гравітаційне поле, наприклад, у поле тяжіння Землі. У цьому випадку кожний шар рідини або газу має деякий вага, з яким він тисне на лежачі нижче шари. Цей тиск називається статичним. Воно зростає прямо пропорційно глибині h. Так, у разі рідини з густиною ρl гідростатичний тиск P визначається за формулою:
P = ρl*g*h.
Тут g = 9,81 м/с2 – прискорення вільного падіння поблизу поверхні нашої планети.
Гідростатичний тиск відчував на собі кожна людина, яка хоча б один раз пірнав на кілька метрів під воду.
Далі розглянемо питання виштовхувальної сили на прикладі рідин. Тим не менше всі висновки, які будуть наведені, справедливі також для газів.
