Хидростатици е клон на физиката, който изучава характеристиките на течностите в покой. По-специално, той установява връзки с натиск упражнява се върху тела, потопени в течности като атмосферен въздух и вода.
Вижсъщо:Важни концепции за изучаване на хидростатиката
Какво е хидростатиката?
НА Хидростатици е област на Физиката, която изучава свойствата на течностите в покой. Сред физичните свойства на течностите можем да подчертаем най-важните: плътност,натиск и сила на плаваемост. Ние разбираме като течности вещества, способни да приемат формата на своя контейнер, променяйки формата си под действието на някаква външна сила.
НА плътност е важен параметър, тъй като това свойство измерва количеството вещество, което течността има в дадено пространство. Според Международната система за единици (SI) плътността на течността се измерва в килограминаметрокубичен (kg / m³).
НА натискхидростатичен измерва сила на единица площ че течността в покой е способна да упражнява върху повърхността. Колкото по-голяма е дълбочината на тялото, потопено в течност, толкова по-голям е натискът върху него. Единицата за налягане в SI е
пасхално (Pa), което е еквивалентно на налягането от 1 нютон на квадратен метър (N / m²).О плаваемост, от своя страна това е силата, която всяка течност упражнява върху потопените в нея тела. Плаващата сила е отговорна за изхвърлянето на газовите мехурчета от газираните напитки. Освен това кара корк, кораб или кубче лед да плуват по вода. Плаващата сила се описва от Теорема на Архимед, и вашата единица е нютон (Н).
хидростатично налягане
НА натискхидростатичен е налягането, упражнявано от колона с течност в покой. За да изчислим модула на хидростатичното налягане, упражняван от флуид, използваме принципосновендаваХидростатици:
Разликата в налягането между две точки във флуида се определя от произведението на неговата плътност, локалния модул на гравитацията и разликата във височината между тези точки. |
Основният принцип на хидростатиката гласи, че колкото по-дълбока е дълбочината на флуида, толкова по-голям натиск той ще упражни.
Можем да преведем основния принцип на хидродинамика в следното уравнение:
ΔP - разлика в налягането (Pa)
д - плътност на течността (kg / m³)
о - разлика във височината между точките на флуида (m)
Внимателният анализ на принципа, представен по-горе, ни позволява да заключим, че:
Две точки, които лежат в същата височина в течност те ще имат същото налягане;
цялата течност в баланс представя свободната си повърхност, подредена в посока хоризонтална;
Налягането във флуида се увеличава с неговото дълбочина.
→ Теорема и натиск на Паскал
Според Теорема на Паскал, всяко повишаване на налягането над идеална течност, т.е. течност несвиваемо, непрекъснато и безвискозитет, той се предава хомогенно през целия си обем. Едно от приложенията на принципа на Паскал е в работата на хидравличните преси и бутала.
F - приложена сила (N)
НА - област на прилагане на сила (m²)
Хидростатици и плътност
НА плътност това е едно от най-важните свойства на течността. Чрез него е възможно да се определи количеството материя, която представлява течност в даден обем. Определението на плътността е показано по-долу:
д - плътност (kg / m³)
м - маса (кг)
V - обем (m³)
Плътността на течността се измерва въз основа на плътността на чистата вода, чийто модул е 1,0 килограмнаметрокубичен. Има няколко единици за плътност, които обикновено се използват при изследването на хидростатиката. Разгледайте някои от тях на фигурата по-долу и се възползвайте от възможността да научите как да извършвате преобразуване на единици, когато е необходимо:
Еквивалентност между основните единици плътност.
Вижсъщо: Разлики между плътността и специфичната маса
Плаваемост и хидростатика
Когато се вкара в течност, тялото заема част от пространството, заето преди от самата течност. По този начин течността ще упражни върху този обект сила, насочена нагоре с величина, равна на теглото на течността, която е изместена поради вмъкването на тялото вътре в нея.
Дефиницията, представена по-горе, е разработена от АрхимедвСиракуза, важно математик, изобретател и физик Гръцки. Оригиналното ви изявление е представено по-долу:
"Всяко тяло, потопено в течност в покой, се подлага, от своя страна, на вертикална сила нагоре, чиято интензивност е равна на теглото на течността, изместена от тялото." |
Модулът на плаващата сила може да се изчисли, като се използва следната дефиниция:
Оказваната тяга зависи от обема (V) на течността, изместена от вмъкването на тялото, плътността на течността и локалната гравитация
Плаваемостта, упражнявана от течност неще зависиследователно на Теглонатяло или твоя плътност, но да на плътностнатечност, дава земно притеглянеместни Е от сила на звукавтечностразселен, което между другото е равен към сила на звука на частта от тялото който е потопен в течност.
Въпреки че плаваемостта не се определя от телесната плътност, чрез връзката между плътността на тялото и течността е възможно да се разбере дали тялото ще плава, ще напомнявбаланс или ще потопи. Гледам:
ако тялото е Повече ▼плътен че дъното ще има тенденция да потъва;
Ако тялото има плътност следващия тази на течността, тя ще има тенденция да остане в баланс;
Ако тялото има плътност по-малки отколкото плътността на течността, тя ще има тенденция да варира.
привидно тегло
Теглоочевидно е резултат от сили Тегло и плаваемост които действат върху тяло, вградено в течност. Когато се потопи в течност, тялото ще изглежда повече "Светлина" отколкото е в действителност. Това е така, защото плаващата сила действа върху това тяло в посока вертикално, винаги сочи занагоре.
О Теглоочевидно може да се изчисли, както следва:
PAP - привидно тегло (N)
P - телесно тегло (N)
И - тяга върху тялото (N)
Хидростатични формули
Проверете по-долу някои от основните формули, използвани при изследването на хидростатиката.
→ Основен принцип на хидростатиката
Основният принцип на хидростатиката дава възможност да се изчисли разликата в налягането между две точки с различна височина в рамките на идеална течност.
→ Плътност
Плътността измерва количеството вещество, съдържащо се в течност или тяло на единица заето от нея пространство:
→ Теорема на Паскал
Теоремата на Паскал показва, че увеличаването на налягането, упражнено върху равновесната течност, се разпределя върху нея по интегрален и хомогенен начин:
→ Плаваемост
Плаваемостта е силата, упражнявана от течност, която е изместена от позицията си в резултат на вмъкването на тялото. Плаваемостта зависи от обема на изместената течност, локалното тегло и плътността на течността:
→ привидно тегло
Привидно тегло е получената сила върху тялото, вкарано изцяло или частично в течност:
Хидростатични упражнения
1. Определете разликата в налягането между две точки, разположени на дълбочина 10 m и 20 m в елитно водно езеро с плътност, равна на 1200 kg / m³.
осинови:
ж = 10 m / s²
Резолюция
За да изчислим разликата в налягането между двете точки, споменати в упражнението, ще използваме основния принцип на хидростатиката:
'
По този начин ще имаме следното изчисление:
От мен Рафаел Хелерброк
