Hydrostatik er en gren af fysik, der studerer væskens egenskaber i hvile. Især etablerer det forhold til tryk udøves på legemer nedsænket i væsker såsom atmosfærisk luft og vand.
Seogså:Vigtige begreber til undersøgelse af hydrostatik
Hvad er hydrostatik?
DET Hydrostatik er et område inden for fysik, der studerer væskernes egenskaber i hvile. Blandt de fysiske egenskaber af væsker kan vi fremhæve de vigtigste: massefylde,tryk og styrke af opdrift. Vi forstår som væsker stoffer, der er i stand til at antage formen på deres beholder og ændre deres form under påvirkning af en eller anden ekstern kraft.
DET massefylde er en vigtig parameter, da denne egenskab måler mængden af stof, en væske har i et givet rum. Ifølge det internationale system for enheder (SI) måles væskens tæthed i kgomundergrundsbanekubisk (kg / m³).
DET trykhydrostatisk måler kraft pr. arealenhed at en væske i hvile er i stand til at udøve mod en overflade. Jo større dybden af et legeme nedsænket i en væske, jo større tryk udøves det. Trykenheden i SI er
paschal (Pa), hvilket svarer til trykket på 1 newton pr. Kvadratmeter (N / m²).O opdrift, til gengæld er det den kraft, som enhver væske udøver på de legemer, der er nedsænket i den. Den kraftige kraft er ansvarlig for at udvise gasbobler fra kulsyreholdige drikkevarer. Derudover får det en kork, et skib eller en isterning til at flyde på vandet. Den flydende kraft er beskrevet af Archimedes 'sætning, og din enhed er Newton (N).
hydrostatisk tryk
DET trykhydrostatisk er det tryk, der udøves af en væskesøjle i hvile. For at beregne modulet for det hydrostatiske tryk, der udøves af en væske, bruger vi principgrundlæggendegiverHydrostatik:
Trykforskellen mellem to punkter i en væske bestemmes af produktet af dens densitet, den lokale tyngdekraftsmodul og højdeforskellen mellem disse punkter. |
Det grundlæggende princip for hydrostatik siger, at jo større dybden af en væske er, desto mere tryk vil den udøve.
Vi kan oversætte det grundlæggende princip for hydrodynamik i følgende ligning:
AP - trykforskel (Pa)
d - væsketæthed (kg / m³)
Åh - højdeforskel mellem væskepunkter (m)
En omhyggelig analyse af ovenstående princip tillader os at konkludere, at:
To punkter, der ligger ved samme højde i en væske har de samme tryk;
alle væsker ind balance præsenterer sin frie overflade arrangeret i retningen vandret;
Trykket i en væske stiger med dens dybde.
→ Pascals sætning og pres
Ifølge Pascals sætning, hvert tryk stiger over en ideel væske, det vil sige en væske ikke komprimerbar, sammenhængende og udenviskositet, det transmitteres homogent i hele dets volumen. En af anvendelserne af Pascals princip er drift af hydrauliske presser og stempler.
F - anvendt kraft (N)
DET - anvendelsesområde for kraft (m²)
Hydrostatik og tæthed
DET massefylde det er en af de vigtigste egenskaber ved en væske. Gennem det er det muligt at bestemme mængden af stof, der udgør en væske i et givet volumen. Densitetsdefinitionen er vist nedenfor:
d - massefylde (kg / m³)
m - masse (kg)
V - volumen (m³)
Densiteten af en væske måles baseret på densiteten af rent vand, hvis modul er 1,0 kilogramomundergrundsbanekubisk. Der er flere tæthedsenheder, der almindeligvis anvendes i undersøgelsen af hydrostatik. Tjek nogle af dem i nedenstående figur og benyt lejligheden til at lære at udføre enhedskonverteringer, når det er nødvendigt:
Ækvivalens mellem hoveddensitetsenhederne.
Seogså: Forskelle mellem densitet og specifik masse
Opdrift og hydrostatik
Når kroppen indsættes i en væske, optager den en del af det rum, der tidligere var optaget af selve væsken. Således vil væsken på dette objekt udøve en kraft rettet opad med en størrelse svarende til vægten af væsken, der blev forskudt på grund af indsættelsen af kroppen inde i den.
Definitionen præsenteret ovenfor blev udviklet af ArchimedesiSyracuse, en vigtig matematiker, opfinder og fysiker Græsk. Din oprindelige erklæring er vist nedenfor:
"Hvert legeme nedsænket i en væske i hvile gennemgår fra væskens side en lodret kraft opad, hvis intensitet er lig med vægten af den væske, der forskydes af kroppen." |
Den flydende krafts modul kan beregnes ved hjælp af følgende definition:
Det udøvede tryk afhænger af volumen (V) af væske, der fortrænges ved indsættelse af et legeme, væsketæthed og lokal tyngdekraft.
Opdrift, der udøves af en væske ingendet vil afhængederfor af Vægtaflegeme eller din massefylde, men ja af massefyldeafvæske, giver tyngdekraftlokal Den er fra bindivæskefordrevne, hvilket forresten er lige til bind af kropsdelen der er nedsænket ved væske.
Selvom opdrift ikke bestemmes af kropstæthed, gennem forholdet mellem krop og væsketæthed, er det muligt at vide, om kroppen vil flyde, vil forbliveibalance eller vil nedsænke. Holde øje:
hvis kroppen er meretæt at bunden, det vil have tendens til at synke;
Hvis kroppen har en tæthed Næste væskens, vil den have tendens til at forblive i balance;
Hvis kroppen har tæthed mindre end væskens densitet, vil den have tendens til at svinge.
tilsyneladende vægt
Vægttilsyneladende er resultatet af kræfter Vægt og opdrift som virker på et legeme indlejret i en væske. Når den er nedsænket i væske, ser kroppen mere ud "Lys" end det virkelig er. Dette skyldes, at den flydende kraft virker på denne krop i retning lodret, altid peger tilop.
O Vægttilsyneladende kan beregnes som følger:
PAP - tilsyneladende vægt (N)
P - kropsvægt (N)
OG - tryk på kroppen (N)
Hydrostatiske formler
Se nedenfor nogle af de vigtigste formler, der er brugt i undersøgelsen af hydrostatik.
→ Grundlæggende princip for hydrostatik
Det grundlæggende princip for hydrostatik gør det muligt at beregne trykforskellen mellem to punkter i forskellige højder inden for en ideel væske.
→ Massefylde
Tæthed måler mængden af stof indeholdt i en væske eller et legeme pr. Rumenhed, der er optaget af det:
→ Pascals sætning
Pascals sætning indikerer, at stigningen i tryk, der udøves på en ligevægtsvæske, fordeles over den på en integreret og homogen måde:
→ Opdrift
Opdrift er den kraft, der udøves af en væske, der er blevet fortrængt fra sin position som et resultat af indsættelse af et legeme. Opdriften afhænger af volumen af fortrængt væske, lokal tyngdekraft og væsketæthed:
→ tilsyneladende vægt
Tilsyneladende vægt er den resulterende kraft på et legeme, der helt eller delvist indsættes i en væske:
Hydrostatiske øvelser
1. Bestem trykforskellen mellem to punkter placeret 10 m og 20 m dybt i en brakvandssø med en densitet lig med 1200 kg / m³.
vedtage:
g = 10 m / s²
Løsning
For at beregne trykforskellen mellem de to punkter, der er nævnt i øvelsen, bruger vi det grundlæggende princip for hydrostatik:
'
På denne måde får vi følgende beregning:
Af mig Rafael Helerbrock