Потому что молекула воды - это один атом кислорода и два атома водорода, которые удерживаются возле атома кислорода электромагнитными силами притяжения электронов водорода к ядру атома кислорода. Но если бы существовали только эти электромагнитные силы, ядра атомов водорода, то есть голые протоны (кстати о птичках - кто пробовал голый протон на вкус? Вы удивитесь, если я скажу что все?) отталкиваясь своими положительными зарядами друг от друга, разбежались бы по сторонам центрального атома кислорода. Но водороды - они хитры. У них не только протоны есть, но и по одному электрону на атом. А электроны заряжены отрицательно. То есть второй атом водорода своим электроном притягивается не только к кислороду, но и к первому атому водорода. Из-за чего, как измерено тысячи раз, молекула воды имеет атомы водорода смещенными от прямой линии в 180° - угол между атомами водорода составляет всего 104° - то есть молекула воды скорее похожа на уголок, чем на палочку. От 90° до 104° всего 14°, а от 104° до 180° = целых 76°. Представили? Не надо думать, что этот уголок как замер так и стоит себе. Все атомы в молекулах находятся в непрерывном движении, и когда вода - жидкость, они как бы вращаются, описывая два конуса с углом 52° при оси вращения. Когда это жидкость, то эти конуса могут заходить друг в друга, и потребное пространство - меньше, чем нужно для кристаллического состояния, для льда. Лед выстраивате такие цепочки из своих водородов водородными связями между ними, и в это место молекула уже не поместится. Вот почему плотность льда - 0.91, а воды - 1. А морская вода - она из-за соли еще плотнее. Почему "Титаники" врубаются в плавающие айсберги. Ну и тонут.
Для удобства введем некоторую систему координат. Например так: Ось z направим вертикально вниз. За начало координат примем точку на уровне поверхности воды. Разобъём нашу пластину на "элементарные" площадки (полоски) в пределах которых давление можно считать постоянным. Это горизонтальные (такая полоска находится на одной глубине z=const). давление на такую элементарную полоску есть функция от глубины z. площадь такой полоски: Соответственно "элементарная"сила действующая на такую полоску: (3) Теперь, если просуммировать все силы по элементарным полоскам получим интегральную сумму, а если при этом перейти к пределу при dz⇒0, то получим интеграл:
(4) Если подставить в (4) плотность воды ρ=1000 кг/м³, g=9,8 м/с², то получим
Н
P,S.(Координаты можно было бы ввести иначе например направить ось вверх (обозвать её как угодно и начало координат взять на другом уровне. Поупражняйтесь, изменятся пределы интегрирования, но конечный ответ должен быть тот же. Просто в таком виде показалось проще меньше возни со знаками и одно слагаемое обнуляется)
есть функция от глубины z.
(3)
(4)
Н
А) Дж*с