Показати повну версію : Возник спор по стеклу аквариума
Верно ли утверждение о том, что давление воды в аквариуме на все стенки его одинаково?
При условии что все стенки одинаковой площади
а если например 100*50*50?
давление одинаково на каждый квадратный сантиметр. Если же вы имеете в виду силу, которая "отрывает" каждую стенку от конструкции аквариума, то она пропорциональна площади стенки
Давление воды в аквариуме на стенки пропорционально их площади, а в каждой конкретной точке зависит от глубины.
Тоесть давление на дно больше давления на боковую стенку?
Физику еще в школе изучал.
С точки зрения аквариумистики - при таких размерах стекло 8 мм избавляет от необходимости вспоминать физику.
Тут примерно так же, я со школы помню что давление в сосуде одинаково на все его стенки, а тут форумчанин утверждает что нет, давление на дно больше
давление на квадратный сантиметр дна больше, чем давление на квадратный сантиметр стенок, так как оно (давление) зависит от глубины
Давление одинаково на одинаковой глубине, т.е. оно растет от поверхности ко дну
vladimir_ar
04.07.2010, 18:22
Давление одинаково на одинаковой глубине, т.е. оно растет от поверхности ко дну
Точно.
Тогда получается на дно давит на стекло больше?
vladimir_ar
04.07.2010, 19:09
Да.
Dizeli$t
04.07.2010, 19:25
Тыц (http://www.edu.delfa.net/CONSP/meh6b.htm) и хватит спорить :).
Тогда получается на дно давит на стекло больше?
Давит оно конечно больше, но здесь протекают процессы посложнее чем те что входят в школьный курс физики. Если аквариум стоит на твердой ровной поверхности, то давление на дно практически не имеет значения, так как нет деформаций изгибов и т.д.
Вообщем чтобы понять всю физику процесса надо курить сопромат :-)
vladimir_ar
04.07.2010, 20:50
Ну да, дно исключаем, поскольку принято, что стоит на ровной поверхности и нагрузка равномерно растределена по площади и поверхность опоры не позволяет деформироваться стеклу. А вот боковые стенки интереснее. Максимальное давление у дна. А визуально пик живота находится на высоте примерно 1/3 уровня воды от дна.
Dizeli$t
04.07.2010, 20:56
А визуально пик живота находится на высоте примерно 1/3 уровня воды от дна.правильно - низ стекла держит силикон и оно физически не в состоянии расстянуться. Наглядно демонстрирует распределение нагрузки в аквариуме детский супер-прибор "капитошка" (он же шарик, наполненный водой или презерватив - он прозраный :)).
Это понятно, что дно удерживает тумба и не дает прогибы передавая тяжесть в пол, но в принципе в аквариуме сила давления на стенки равномерна же , а не на дно больше и на боковые меньше?
Давление в сосуде одинаково на все стороны
Это понятно, что дно удерживает тумба и не дает прогибы передавая тяжесть в пол, но в принципе в аквариуме сила давления на стенки равномерна же , а не на дно больше и на боковые меньше?
начинаем сначала.
Давление в столбе жидкости определяется формулой
P = gph, где g - коэффициент гравитации, оно же ускорение свободного падения (9.8), p - плотность жидкости (1000 кг/м3 для воды), h - высота столба.
Таким образом, давление на поверхности воды равно 0, давление на дне банки высотой 40 см равно
9,8*1000 * 0.4 =3920 Па (это и есть давление на дно и давление на стенку, в том месте, где она примыкает к дну)
Давление на глубине 20 см будет равно половине предыдущего значения
Теперь осмыслите все это и задайте свой вопрос снова
Давление в сосуде одинаково на все стороны
да, но ТОЛЬКО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕННОЙ ГЛУБИНЫ. h в предыдущей формуле.
С увеличением глубины давление растет линейно
Antonio_Enzo
04.07.2010, 21:37
Либо в центре аквариума тогда в во все стороны одинаковое, меняем точку , и меняется давление.
если оно одинаково то давление на дно аквариума 50*50*50 такое же как и на боковые стенки
если оно одинаково то давление на дно аквариума 50*50*50 такое же как и на боковые стенки
только в точке соприкосновения стенки с дном. На миллиметр выше, давление уже ниже
Я повторюсь. Не путайте давление с силой которая давит на дно и стенки. Это совершенно разные величины, имеющие разную размерность. Видимо вы просто используете неправильную терминологию
Antonio_Enzo
04.07.2010, 21:46
http://www.edu.yar.ru/russian/projects/socnav/prep/phis001/pictures/ris50.gif
разная глубина разное давление на дно и на стенки
Для газа в любой точке (баллона или как сказано сосуда) давление одинаково на все стенки. неважно в какой точке. пока газ не перейдет в жидкое состояние, возможно там уже будут изменения.
ну хорошо, пример. Часто слышу что дно аквариума делают двойным для усиления, якобы давление на дно аквариума больше и крепость дна должна быть соответствующей, но ведь по идее на все стенки одинаково распеределяется усилие вводы, а если в расчет брать тумбу которая дну не дает прогнуться и тяжесть в пол передает так вообще на донное стекло очень мало воздействует сила тяжести, или не так?
Antonio_Enzo
04.07.2010, 21:51
первым делом вывалиться дно)
ну хорошо, пример. Часто слышу что дно аквариума делают двойным для усиления, якобы давление на дно аквариума больше и крепость дна должна быть соответствующей, но ведь по идее на все стенки одинаково распеределяется усилие вводы, а если в расчет брать тумбу которая дну не дает прогнуться и тяжесть в пол передает так вообще на донное стекло очень мало воздействует сила тяжести, или не так?
Дело в том, что теория одно - практика другое.
В случае идеально ровной и бесконечно твердой тумбы дно можно сделать из бесконечно тонкого стекла :-)
Однако идеальные условия достижимы только на бумаге. На практике тумбы зачастую напоминают по форме пропеллер обильно посыпанный песчинками. А так как исходя из нашей формулы давление на дно максимально, то и имеет смысл позаботится о его прочности
Dizeli$t
04.07.2010, 21:54
sasha, Вы рассматриваете идеальный вариант - опора идеально гладкая и твердая. В жизни все немного хуже - нет ничего абсолютно ровного и твердого. Поэтому и делают дно усиленным, т.к. не знают куда этот аквариум потом поставят, а претензии выслушивать не каждому охота.
Не так давно разбирал старый каркасник, так там стенки выполнены из 6-ки, а дно - из 4-ки. Правда дно укладывалось на цементный раствор. Аквариум 140 л.
Antonio_Enzo
04.07.2010, 21:55
а если в расчет брать тумбу которая дну не дает прогнуться и тяжесть в пол передает так вообще на донное стекло очень мало воздействует сила тяжести, или не так?
вот
На практике, если прогибается тумба не выдерживает даже самое толстое стекло, я говорю о тумбе которая не прогибается (ну хотябы в видимых человеческому глазу пределах)
Antonio_Enzo
04.07.2010, 21:56
тут спорить нечего, чем ближе ко дну тем больше давление
так вообще на донное стекло очень мало воздействует сила тяжести, или не так?
сила тяжести воздействует так же. Представьте себе процесс резки стекла, пока оно полностью лежит на столе его невозможно сломать, но стоит под край подложить карандаш....
Антон, тоесть на дно сила давления воды больше чем на переднюю стенку?
Антон, тоесть на дно сила давления воды больше чем на переднюю стенку?
все зависит от площади :-)
Тогда объясните почему по школьной программе давление воды во все стороны одинаково в сосуде?
Тогда объясните почему по школьной программе давление воды во все стороны одинаково в сосуде?
Все, господа, я пас....
а Если площадь дна ровна площади боковых стенок?
Все, господа, я пас....
Я вас понемаю, но всеже почему так?
а Если площадь дна ровна площади боковых стенок?
Тогда на дно действует СИЛА больше чем на стенки. Не давление измеряемое в Паскалях, а сила в Ньютонах
Давление воды в Паскалях
паскаль = ньютон / метр квадратный
Antonio_Enzo
04.07.2010, 22:10
все зависит от площади :-)
Дно находиться ниже боковых стенок, поэтому давление разное. Примерно одинаковое оно в самом низу стенки у дна, ито разница есть.
объясните почему по школьной программе давление воды на стенки сосуда во все стороны одинаково?
vladimir_ar
04.07.2010, 22:38
По школьному курсу давление одинаково на все стенки в герметичном сосуде, находящемся под давлением, отличным от атмосферного. Аквариум не соответствует этим условиям.
объясните почему по школьной программе давление воды на стенки сосуда во все стороны одинаково?
Такому в школах не учат.
Вот чему учат
http://sfiz.ru/page.php?id=24
В покоящейся жидкости существует два вида статического давления: гидростатическое и внешнее. Вследствие притяжения к Земле жидкость оказывает давление на дно и стенки сосуда, а также на тела, находящиеся внутри нее. Давление, обусловленное весом столба жидкости, называется гидростатическим. Давление жидкости на разных высотах различно и не зависит от ориентации площадки, на которую оно производится.
По школьному курсу давление одинаково на все стенки в герметичном сосуде, находящемся под давлением, отличным от атмосферного. Аквариум не соответствует этим условиям.
Наверное все вышесказанное относится не к жидкостям, а газам. Аквариум точно не попадает
vladimir_ar
04.07.2010, 23:17
Ну да, ошибся, к газам. Или к емкости с жидкостью, помещенной в такую же жидкость :-) Аквариум точно не попадает :-))))
Хотя для сосуда с жидкостью под давлением это условие тоже сохраняется - давление на все стенки одинаково. Но сделайте сообщение с атмосферой, и получим, что на дне давление больше, чем на поверхности, т.е. как в аквариуме.
Tropicana
14.07.2010, 21:34
Очень интересный теоретический спор, но лист пенопласта под аквариумом практически решает проблему.
http://www.aquaforum.ua/picture.php?albumid=2817&pictureid=34762
максимальное давление воды конечно на дно, но если оно стоит на сплошной ровной поверхности на стекло не влияет никаких критических давлений (какой бы там столб воды не был при толщине стекла даже в 2 мм). А вот самые критические деформации влияют на боковые стенки и ближе ко дну
tolsty_ubludok
09.08.2010, 11:38
Смотрю я, здесь не ходят люди разбирающиеся в гидравлике. MSN, Все понимает но объяснить не может, так как видимо не помнит всех определений :) MSN-Без обид, ок?
объясните почему по школьной программе давление воды на стенки сосуда во все стороны одинаково?
Действительно такое определение есть и называется оно- закон Паскаля или основной закон гидростатики(это где вода не двигается), и оно верно, только относится оно к каждой конкретной точке а не ко всей стенке, Здесь имеется ввиду НАПРАВЛЕНИЕ! т.е. оно одинаково во все стороны- и направо, и налево, и вверх, и вниз в конкретной точке.
Действительно, как заметили выше здесь ошибка именно в терминологии, Давление само по себе измеряется в Паскалях, но аквариумиста как правило интересует не давление а сила действующая на плоскость(в частности на стенки и дно) Чтоб легче все было понять нужно просто давление представить не в паскалях а кгс на дм2. В прямоугольном аквариуме с вертикальными стенками на дно давит именно столько килограммов сколько литров вы в него налили, не важно какого размера дно. например аквариум 100х40х50 Давление на уровне дна равно 5 литров на дм2, или 5кг на дм2, дно имеет площадь 100см х 40 см =400см2 =40дм2, считаем - на дно давит 200л т.е. для емкости с вертикальными стенками сила действующая на дно в килограммах равна объему (200л). на переднюю стенку площадью 100х50 давит - 250/2=125 кг(площадь стенки умноженное на максимальное давление и деленное на два) и на боковую стену 40х50 -50кг вот и вся арифметика :)
Не надо удивляться что общая сила действующая на все плоскости будет равна 200+125+125+50+50=550 кг, давление такая штука, если не знакомы с ним лучше ничего не утверждать.
По школьному курсу давление одинаково на все стенки в герметичном сосуде, находящемся под давлением, отличным от атмосферного. Аквариум не соответствует этим условиям.
Владимир, то что Вы написали -ерунда.
tolsty_ubludok
09.08.2010, 11:47
Ну да, ошибся, к газам. Или к емкости с жидкостью, помещенной в такую же жидкость :-) Аквариум точно не попадает :-))))
Хотя для сосуда с жидкостью под давлением это условие тоже сохраняется - давление на все стенки одинаково. Но сделайте сообщение с атмосферой, и получим, что на дне давление больше, чем на поверхности, т.е. как в аквариуме.
То что Вы написали не относится ни к газам ни к жидкостям ни к жидкостям в жидкостях, это справедливо в невесомости :)
Xимик_UA
09.08.2010, 11:55
Гидростатическое давление:
P=d*g*h
d - плотность жидкости,
g - ускорение свободного падения
h - высота.
Т.е. давление в любой точке аквариума зависит только от высоты водного столба.
Для газов этого нет, потому для них действительно в любой точке герметичного сосуда давление одинаково.
З.Ы. Естественно, имхо.
tolsty_ubludok
09.08.2010, 12:02
Гидростатическое давление:
P=d*g*h
d - плотность жидкости,
g - ускорение свободного падения
h - высота.
Т.е. давление в любой точке аквариума зависит только от высоты водного столба.
Для газов этого нет, потому для них действительно в любой точке герметичного сосуда давление одинаково.
З.Ы. Естественно, имхо.
Для газа это тоже справедливо
Xимик_UA
09.08.2010, 12:06
tolsty_ubludok,
Нет.
Давление газа рассчитывается по формуле P=nRT/V,
n - колличество моль газа
R - универсальная газовая постоянная
T - температура
V - объем сосуда.
tolsty_ubludok
09.08.2010, 12:07
когда в школе показывают эксперимент, иллюстрирующий равность давления, то используют шприц, давление поршня которого подает из сферического наконечника равные струи воды, т.е. равное давление во всех точках. речь идет о том, что давление, поданное в закрытый сосуд извне (=поршнем) распространяется во все стороны одинаково. в аквариуме так одинаково распространяется давление, обусловленное атмосферным столбом, который давит через поверхность. в случае аквариума атмосферное давление давит и снаружи, уравновешивая свое действие. но вода жидкость плотная (в 800 раз плотнее воздуха) и на стенки давит в основном давление столба воды, которое, естественно увеличивается с глубиной. дальше все строго по сопромату = давление на стенки линейно возрастает с глубиной от 0 на поверхности до р=pgh и стекло вцелом нагружено в 2 раза меньше, чем дно. (объяснять надо?). на дно действует давление р=pgh.
http://class-fizika.narod.ru/7_davlsh.htm
обратите внимание на картинку:
http://class-fizika.narod.ru/7_class/7_davlsh/dav.gif
давление с глубиной возрастает. но на своем горизонте, на одной глубине оно действует одинаково во все стороны.
В школе этим давлением просто пренебрегают как несравненно малым, это так же например в геометрии черту очерченную бесконечно длинным маятником принимают за прямую. Я могу это объяснить рисунком если кого-то это действительно интересует.
Dizeli$t
09.08.2010, 12:08
Для газа это тоже справедливо
При подсчете абсолютных величин - да, в общем случае воздействием силы тяжести на малекулу газа можно пренебречь в виду малости самой величины.
Раз пошла такая пьянка, то давайте учитывать волновые явления от помп, рыбы, аквариумистов - все эти факторы создают колебания среды и, соответственно, меняют гидростатическое давление на единицу площади во временном континиуме. Кстати, жидкость сжимаема :).
О, завернул :).
tolsty_ubludok
09.08.2010, 12:11
tolsty_ubludok,
Нет.
Давление газа рассчитывается по формуле P=nRT/V,
n - колличество моль газа
R - универсальная газовая постоянная
T - температура
V - объем сосуда.
я написал в предыдущем сообщении, этим пренебрегают. Представьте огромный сосуд с газом высотой 100км, пусть там большим насосом создадут какое либо давление(или разряжение), теперь подумайте где будет больше давить внизу лил наверху? я конечно про газ. Гравитацию еще не отменили.
Xимик_UA
09.08.2010, 12:13
tolsty_ubludok,
Для газа: давление в любой точке не зависит от формы сосуда, только от его объема, количества газа и температуры.
Для жидкостей: давление не зависит от формы и объема сосуда - только от высоты столба жидкости и ее плотности.
Dizeli$t
09.08.2010, 12:15
И еще: стекло - тоже жидкость :). Расчитывать через сколько тысячилетий стекло аквариума стечет будем?
На практике же: считают давление столба у дна, умножают на 2,5 (коэф. запаса прочности) и, исходя из полученной величины, подбирают стекло. В эти "2,5" вкладывают все возможные погрешности измерения, расчета, изготовления и эксплуатации...
tolsty_ubludok
09.08.2010, 12:15
При подсчете абсолютных величин - да, в общем случае воздействием силы тяжести на малекулу газа можно пренебречь в виду малости самой величины.
Раз пошла такая пьянка, то давайте учитывать волновые явления от помп, рыбы, аквариумистов - все эти факторы создают колебания среды и, соответственно, меняют гидростатическое давление на единицу площади во временном континиуме. Кстати, жидкость сжимаема :).
О, завернул :).
Там уже гидродинамика :) Кстати на практике это видно когда отключаешь внешник- давление в нем сразу возрастает и действуют знакомые законы гидростатики вместо гидродинамики.
В общем я согласен с Вами -что абсолютными величинами можно пренебречь :) по крайней мере акваиумистам.
Xимик_UA
09.08.2010, 12:16
Представьте огромный сосуд с газом высотой 100км, пусть там большим насосом создадут какое либо давление(или разряжение), теперь подумайте где будет больше давить внизу лил наверху? я конечно про газ. Гравитацию еще не отменили.
Мы же говорим об аквариумных габаритах - т.е. не больше 2м в каждую сторону.
tolsty_ubludok
09.08.2010, 12:29
Мы же говорим об аквариумных габаритах - т.е. не больше 2м в каждую сторону.
Действительно, спор беспредметный. Признаю- давление созданное тяжестью газа в емкости размера аквариума -незначительно и на расчет стекол не повлияет :) То что возник данный спор виноват несомненно я, но тем не менее думаю что не зря все это написал- в теме целая куча ложных и ошибочных выводов, а мне эти давления приходится считать по работе, поэтому позволил себе тоже поучавствовать в теме.
Верно ли утверждение о том, что давление воды в аквариуме на все стенки его одинаково?
Да, на все стенки аквариума давление воды одинаково. В связи с этим возможно использование меньшей толщины стекла в боковых стенках (если банка прямоугольная). Дно не стенка. А из-за чего возник вопрос и начата тема? (ну так просто интерес)
vladimir_ar
10.08.2010, 08:14
Кольцо замкнулось!
Dizeli$t
10.08.2010, 11:06
А из-за чего возник вопрос и начата тема? А Вы просто так ляпнули или пытались тему прочитать, но ниасилили?
alex_shelest
23.09.2010, 14:47
Первое:
Давление на одинаковой глубине одинаково. У верхней кромки воды 0, у дна обозначим Р (зависит от высоты столба, ранее приводили формулу.) Среднее давление на стенку будет Р/2 (поверьте на слово :)). Внимание! В физике есть понятие СИЛА ДАВЛЕНИЯ. Так вот она равна среднему давлению * на площадь стенки, те как написано ранее, на стенки с одинаковой площадью будут действовать одинаковые силы. Смотрите - давление в н/м2 умножаем на м2, получаем н.(СИЛА)
Второе:
Давление на дне Р, соотв сила давления Р*площадь дна. Внимание! С противоположной стороны на дно с силой давления воды воздействует ОПОРА, силы уравновешены, аква на месте, никуде не движется. :)
PS Обратите внимание, что при одинаковой площади дна и стенки, давление на дно в 2 раза выше.
Ну а дальше, как сказано выше, наступает сопромат. Если опора равная сжатие в чистом вида, если нет- изгиб, кручение, что гораздо хуже.
vBulletin версії 3.8.7, © 2000-2025, Jelsoft Enterprises Ltd.
Переклад: © Віталій Стопчанський, 2004-2010