Hydrostatik ist ein Teilgebiet der Physik, das die Eigenschaften von Flüssigkeiten im Ruhezustand untersucht. Sie stellt insbesondere Beziehungen zu den Druck auf Körper ausgeübt, die in Flüssigkeiten wie atmosphärische Luft und Wasser eingetaucht sind.
Aussehenebenfalls:Wichtige Konzepte für das Studium der Hydrostatik
Was ist Hydrostatik?
DAS Hydrostatik ist ein Bereich der Physik, der die Eigenschaften von Flüssigkeiten im Ruhezustand untersucht. Unter den physikalischen Eigenschaften von Flüssigkeiten können wir die wichtigsten hervorheben: Dichte,Druck und Stärke von Auftrieb. Unter Flüssigkeiten verstehen wir Stoffe, die in der Lage sind, die Form ihres Behälters anzunehmen und ihre Form unter Einwirkung einer äußeren Kraft zu ändern.
DAS Dichte ist ein wichtiger Parameter, da diese Eigenschaft die Menge an Materie misst, die eine Flüssigkeit in einem bestimmten Raum hat. Nach dem Internationalen Einheitensystem (SI) wird die Dichte einer Flüssigkeit in KilogrammproU-Bahnkubisch (kg/m³).
DAS Druckhydrostatisch misst die Kraft pro Flächeneinheit dass eine ruhende Flüssigkeit gegen eine Oberfläche wirken kann. Je tiefer ein Körper in eine Flüssigkeit eingetaucht ist, desto größer ist der auf ihn ausgeübte Druck. Die Druckeinheit im SI ist der österlich (Pa), was dem Druck von entspricht 1 Newton pro Quadratmeter (N/m²).
Ö Auftrieb, es ist wiederum die Kraft, die jede Flüssigkeit auf die darin eingetauchten Körper ausübt. Die Auftriebskraft ist für das Austreiben von Gasblasen aus kohlensäurehaltigen Getränken verantwortlich. Außerdem lässt es einen Korken, ein Schiff oder einen Eiswürfel auf dem Wasser schwimmen. Die Auftriebskraft wird beschrieben durch Satz von Archimedes, und deine Einheit ist die Newton (N).
hydrostatischer Druck
DAS Druckhydrostatisch ist der Druck, den eine Flüssigkeitssäule im Ruhezustand ausübt. Um den Modul des hydrostatischen Drucks zu berechnen, der von einer Flüssigkeit ausgeübt wird, verwenden wir den PrinzipgrundlegendgibtHydrostatik:
Die Druckdifferenz zwischen zwei Punkten in einer Flüssigkeit wird durch das Produkt ihrer Dichte, dem lokalen Schweremodul und der Höhendifferenz zwischen diesen Punkten bestimmt. |
Das Grundprinzip der Hydrostatik besagt, dass je größer die Tiefe einer Flüssigkeit ist, desto mehr Druck wird sie ausüben.
Wir können das Grundprinzip von. übersetzen Hydrodynamik in der folgenden Gleichung:
P – Druckdifferenz (Pa)
d – Flüssigkeitsdichte (kg/m³)
Oh – Höhenunterschied zwischen Fluidpunkten (m)
Eine sorgfältige Analyse des oben vorgestellten Prinzips lässt uns zu folgendem Schluss kommen:
Zwei Punkte, die am lie liegen selbe Größe in einer Flüssigkeit haben sie den gleichen Druck;
alles Flüssigkeit drin Balance präsentiert seine freie Fläche in Richtung horizontal;
Der Druck in einer Flüssigkeit steigt mit seiner Tiefe.
→ Satz von Pascal und Druck
Gemäß Satz von Pascal, jeder Druckanstieg gegenüber einem idealen Fluid, also einem Fluid nicht komprimierbar, kontinuierlich und ohneViskosität, es wird homogen über sein gesamtes Volumen übertragen. Eine Anwendung des Pascal-Prinzips liegt im Betrieb von hydraulischen Pressen und Kolben.
F – aufgebrachte Kraft (N)
DAS – Kraftangriffsfläche (m²)
Hydrostatik und Dichte
DAS Dichte es ist eine der wichtigsten Eigenschaften einer Flüssigkeit. Dadurch ist es möglich, die Stoffmenge zu bestimmen, die eine Flüssigkeit in einem bestimmten Volumen ausmacht. Die Dichtedefinition ist unten dargestellt:
d – Dichte (kg/m³)
ich – Masse (kg)
V – Volumen (m³)
Die Dichte einer Flüssigkeit wird anhand der Dichte von reinem Wasser gemessen, dessen Modul 1,0. beträgt KilogrammproU-Bahnkubisch. Es gibt mehrere Dichteeinheiten, die üblicherweise bei der Untersuchung der Hydrostatik verwendet werden. Sehen Sie sich einige davon in der folgenden Abbildung an und nutzen Sie die Gelegenheit, um zu erfahren, wie Sie bei Bedarf Einheitenumrechnungen durchführen:
Äquivalenz zwischen den Hauptdichteeinheiten.
Aussehenebenfalls: Unterschiede zwischen Dichte und spezifischer Masse
Auftrieb und Hydrostatik
Beim Einführen in eine Flüssigkeit nimmt ein Körper einen Teil des Raums ein, den die Flüssigkeit zuvor selbst eingenommen hat. Somit übt die Flüssigkeit auf dieses Objekt eine nach oben gerichtete Kraft in einer Größenordnung aus, die dem Gewicht der Flüssigkeit entspricht, die aufgrund des Einführens des Körpers in sie verdrängt wurde.
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Die oben vorgestellte Definition wurde entwickelt von ArchimedesimSyrakus, ein wichtiger Mathematiker, Erfinder und Physiker Griechisch. Ihre ursprüngliche Aussage ist unten dargestellt:
"Jeder Körper, der in eine ruhende Flüssigkeit eingetaucht ist, erfährt von Seiten der Flüssigkeit eine nach oben gerichtete vertikale Kraft, deren Intensität gleich dem Gewicht der vom Körper verdrängten Flüssigkeit ist." |
Der Modul der Auftriebskraft lässt sich nach folgender Definition berechnen:
Der ausgeübte Schub hängt vom Volumen (V) der durch das Einführen eines Körpers verdrängten Flüssigkeit, der Flüssigkeitsdichte und der lokalen Schwerkraft ab.
Der Auftrieb einer Flüssigkeit Neines wird davon abhängen, daher von der GewichtvonKörper oder deins Dichte, aber ja von DichtevonFlüssigkeit, gibt Schwerelokal Es ist von VolumenimFlüssigkeitversetzt, das ist übrigens gleich zum Volumen des Körperteils das ist eingetaucht Bei der Flüssigkeit.
Obwohl der Auftrieb nicht durch die Körperdichte bestimmt wird, ist es durch die Beziehung zwischen Körper- und Flüssigkeitsdichte möglich zu wissen, ob der Körper wird schweben, wird bleibenimBalance oder untertauchen wird. Uhr:
wenn der Körper ist Mehrdicht dass der Boden dazu neigt, zu sinken;
Wenn der Körper eine Dichte hat Nächster die der Flüssigkeit wird dazu neigen, im Gleichgewicht zu bleiben;
Wenn der Körper Dichte hat kleiner als die Dichte der Flüssigkeit, neigt sie zu Schwankungen.
scheinbares Gewicht
Gewichtersichtlich ist das Ergebnis von Kräften Gewicht und Auftrieb die auf einen in eine Flüssigkeit eingebetteten Körper einwirken. Beim Eintauchen in Flüssigkeit erscheint der Körper mehr "Licht" als es wirklich ist. Denn die Auftriebskraft wirkt auf diesen Körper in Richtung vertikal, immer zeigend zumoben.
Ö Gewichtersichtlich lässt sich wie folgt berechnen:
PAP – scheinbares Gewicht (N)
P – Körpergewicht (N)
UND – Stoß auf den Körper (N)
Hydrostatische Formeln
Sehen Sie sich unten einige der wichtigsten Formeln an, die beim Studium der Hydrostatik verwendet werden.
→ Grundprinzip der Hydrostatik
Das Grundprinzip der Hydrostatik ermöglicht es, die Druckdifferenz zwischen zwei unterschiedlich hohen Punkten innerhalb einer idealen Flüssigkeit zu berechnen.
→ Dichte
Die Dichte misst die Menge an Materie, die in einer Flüssigkeit oder einem Körper pro von ihr eingenommener Raumeinheit enthalten ist:
→ Satz von Pascal
Der Satz von Pascal besagt, dass die auf eine Gleichgewichtsflüssigkeit ausgeübte Druckerhöhung integral und homogen darauf verteilt wird:
→ Auftrieb
Auftrieb ist die Kraft, die von einer Flüssigkeit ausgeübt wird, die durch das Einführen eines Körpers aus ihrer Position verdrängt wurde. Der Auftrieb hängt vom verdrängten Flüssigkeitsvolumen, der lokalen Schwerkraft und der Flüssigkeitsdichte ab:
→ scheinbares Gewicht
Scheingewicht ist die resultierende Kraft auf einen Körper, der ganz oder teilweise in eine Flüssigkeit eintaucht:
Hydrostatische Übungen
1. Bestimmen Sie die Druckdifferenz zwischen zwei Punkten in 10 m und 20 m Tiefe in einem Brackwassersee mit einer Dichte von 1200 kg/m³.
adoptieren:
G = 10 m/s²
Auflösung
Um die Druckdifferenz zwischen den beiden in der Übung genannten Punkten zu berechnen, verwenden wir das Grundprinzip der Hydrostatik:
'
Auf diese Weise erhalten wir die folgende Berechnung:
Von mir. Rafael Helerbrock
Möchten Sie in einer schulischen oder wissenschaftlichen Arbeit auf diesen Text verweisen? Aussehen:
HELERBROCK, Rafael. "Hydrostatik"; Brasilien Schule. Verfügbar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/hidrostatica.htm. Zugriff am 27. Juni 2021.
