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[物理] 両方が開いた長さLのガラス管を、水槽内の水銀の液面からL/2出して水銀...

ken********さん

2011/5/223:26:00

[物理]

両方が開いた長さLのガラス管を、水槽内の水銀の液面からL/2出して水銀に鉛直に立てた。

次にガラス管の上端を閉じガラス管を引き上げたところ、ガラス管内に気相と水銀の層(=水銀柱)ができた。このときの水槽の水銀の液面を基準として、水銀柱の高さをhとする。
大気圧をP、重力加速度をg、水銀の密度をρとする。
このとき、ガラス管内の気体の圧力P'が
P'=P-ρgh
と表されるのは、どのように考えれば理解できるのでしょうか。

補足ありがとうございます。
理解できました。

ちなみに、P'=P-ρghはベルヌーイの定理(リンク先の上から3番目の式)で流速vを0としたケースと理解しても良いのでしょうか。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%99%E3%83%AB%E3%83%8C%E3%83%BC%E...

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ベストアンサーに選ばれた回答

編集あり2011/5/301:34:53

ガラス管を持ち上げた状態で、高さhの水銀柱は下方向に
ρhgの圧力を水銀槽表面に与えてますね。

一方水銀槽の表面は大気圧Pで押されてますよね。

この大気圧Pと水銀柱の圧力ρhgがバランスするためには
水銀柱の上のガラス管内でいくらの圧力で押しておけばよいかという
問題ですから、簡単でしょ。物理はこういう風に考えるんですよ。
だから、P-ρhg

まだ分からない?

大気圧はP

ガラス管内は、水銀圧ρhgと、その上の気圧P-ρhgの和でP、
これでバランスするでしょ。やっと分かったよね。
その水銀柱の上の気圧がP’だよ。

(追加質問へのレスポンス)
はじめの質問は静止系の話なのでベルヌーイのことは
関係ありません。
バランスするまでの動きは遷移問題で難しいですから、
そんなことに気を使うと物理が嫌いになりますよ。
物理の問題は単純な約束事で成り立っており、
空気の存在や紐の硬さなど無視するのですよ。

質問した人からのコメント

2011/5/9 15:44:10

降参 amad1491さん、
ありがとうございます。

とても分かりやすかったです!

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