Hüdrostaatika: mis see on, mõisted, valemid, harjutused

Hüdrostaatikumid on füüsika haru, mis uurib vedelike omadusi puhkeseisundis. Eelkõige loob see suhteid surve kehadele, mis on sukeldatud vedelikku nagu atmosfääriõhk ja vesi.

Vaataka:Olulised mõisted hüdrostaatika uurimiseks

Mis on hüdrostaatika?

THE Hüdrostaatikumid on füüsika valdkond, mis uurib vedelike omadusi puhkeolekus. Vedelike füüsikaliste omaduste hulgas võime välja tuua kõige olulisemad: tihedus,surve ja tugevus ujuvus. Vedelikena mõistame aineid, mis on võimelised omandama oma anuma kuju, muutes kuju mõne välise jõu mõjul.

THE tihedus on oluline parameeter, kuna see omadus mõõdab vedeliku aine hulka antud ruumis. Rahvusvahelise ühikute süsteemi (SI) järgi mõõdetakse vedeliku tihedus millimeetrites kilogrammipermetrookuupmeetri (kg / m³).

THE survehüdrostaatiline mõõdab jõud pinnaühiku kohta et puhkeseisundis olev vedelik on võimeline pinnale avaldama. Mida suurem on vedelikku sukeldatud keha sügavus, seda suurem on sellele avaldatav surve. Rõhuühik SI-s on paschal (Pa), mis on samaväärne rõhuga 1 njuuton ruutmeetri kohta (N / m²).

instagram story viewer

O ujuvus, omakorda on see jõud, mida iga vedelik avaldab sellesse sukeldatud kehadele. Gaseeritud jookide gaasimullide väljutamise eest vastutab ujuv jõud. Lisaks paneb see korgi, laeva või jääkuubiku vee peal hõljuma. Ujuvat jõudu kirjeldab Archimedese teoreem, ja teie üksus on njuuton (N).

hüdrostaatiline rõhk

THE survehüdrostaatiline on puhkeolekus oleva vedeliku kolonni poolt avaldatav rõhk. Vedeliku poolt avaldatava hüdrostaatilise rõhu mooduli arvutamiseks kasutame põhimõttelpõhimõttelineannabHüdrostaatikumid:

Rõhu erinevus vedeliku kahe punkti vahel määratakse selle tiheduse, kohaliku raskusmooduli ja nende punktide vahelise kõrguse korrutise kaudu.

Hüdrostaatika aluspõhimõte ütleb, et mida suurem on vedeliku sügavus, seda suuremat survet see avaldab.
Hüdrostaatika aluspõhimõte ütleb, et mida suurem on vedeliku sügavus, seda suuremat survet see avaldab.

Me võime tõlkida aluspõhimõtte hüdrodünaamika järgmises võrrandis:

ΔP - rõhu erinevus (Pa)
d - vedeliku tihedus (kg / m³)
oh - vedelike punktide kõrguste erinevus (m)

Eespool esitatud põhimõtte hoolikas analüüs võimaldab järeldada, et:

Kaks punkti, mis asuvad sama kõrgusega vedelikus on neil sama rõhk;
kogu vedelik sisse tasakaal esitleb oma vaba pinda paigutatud suunas horisontaalne;
Rõhk vedelikus suureneb koos sellega sügavus.

→ Pascali teoreem ja surve

Vastavalt Pascali teoreem, iga rõhu tõus ideaalse vedeliku, see tähendab vedeliku kohal mittepressitav, pidev ja ilmaviskoossus, see kandub kogu mahu ulatuses ühtlaselt. Pascali põhimõtte üks rakendusi on hüdrauliliste presside ja kolvide töö.

F - rakendatud jõud (N)
THE - jõu rakendusala (m²)

Hüdrostaatika ja tihedus

THE tihedus see on vedeliku üks olulisemaid omadusi. Selle kaudu on võimalik kindlaks määrata aine kogus, mis moodustab vedeliku antud mahus. Tiheduse määratlus on esitatud allpool:

d - tihedus (kg / m³)
m - mass (kg)
V - maht (m³)

Vedeliku tihedust mõõdetakse puhta vee tiheduse põhjal, mille moodul on 1,0 kilogrammpermetrookuupmeetri. Hüdrostaatikumide uurimisel kasutatakse tavaliselt mitu tihedusühikut. Vaadake mõnda neist alloleval joonisel ja kasutage võimalust, et vajadusel õppida ühikute teisendamist:

Peamiste tihedusühikute samaväärsus.

Vaataka: Tiheduse ja erimassi erinevused

Ujuvus ja hüdrostaatika

Vedelikku sisestatuna võtab keha osa ruumist, mille vedelik ise varem oli hõivanud. Seega avaldab vedelik sellele objektile jõudu, mis on suunatud ülespoole suurusega, mis on võrdne vedeliku massiga, mis nihutati keha sisestamise tõttu selle sisse.

Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)

Eespool esitatud määratluse töötas välja ArchimedesaastalSiracusa, oluline matemaatik, leiutaja ja füüsik Kreeka keel. Teie esialgne avaldus on esitatud allpool:

"Igas puhkeasendis vedelikku sukeldatud kehas avaldub vedeliku osas vertikaalne ülespoole suunatud jõud, mille intensiivsus on võrdne keha tõrjutud vedeliku massiga."

Ujuva jõu mooduli saab arvutada järgmise määratluse abil:

Tõmbejõud sõltub keha sisestamisel tõrjutud vedeliku mahust (V), vedeliku tihedusest ja kohalikust raskusjõust.
Tõmbejõud sõltub keha sisestamisel tõrjutud vedeliku mahust (V), vedeliku tihedusest ja kohalikust raskusjõust.

Vedeliku poolt avaldatav ujuvus eisee sõltubseega Kaalkohtakeha või sinu oma tihedus, aga jah tiheduskohtavedelik, annab raskusjõudkohalik See on pärit helitugevusaastalvedelikümberasustatud, mis muide on võrdsed Euroopa helitugevus kehaosa see on sukeldatud juures vedelik.

Ehkki ujuvust ei määra keha tihedus, on keha ja vedeliku tiheduse seose kaudu võimalik teada, kas keha hõljub, jääbaastaltasakaal või upub. Vaata:

kui keha on rohkemtihe et põhi, siis kipub see vajuma;
Kui kehal on tihedus järgmine vedeliku oma kipub see tasakaalus püsima;
Kui kehal on tihedus väiksem kui vedeliku tihedus, kipub see kõikuma.

näiv kaal

Kaalnäiline on jõudude tulemus Kaal ja ujuvus mis toimivad vedelikku kinnitatud kehal. Vedelikusse sukeldudes ilmub keha rohkem "Valgus" kui see tegelikult on. Seda seetõttu, et ujuv jõud mõjub sellele kehale selles suunas vertikaalne, alati osutades eestüles.

O Kaalnäiline saab arvutada järgmiselt:

P_AP - näiv kaal (N)
P - kehakaal (N)
JA - surumine kehale (N)

Hüdrostaatilised valemid

Kontrollige allpool hüdrostaatika uuringus kasutatud peamisi valemeid.

→ Hüdrostaatika põhiprintsiip

Hüdrostaatika põhiprintsiip võimaldab arvutada rõhu erinevuse ideaalse vedeliku kahe erineva kõrgusega punkti vahel.

→ Tihedus

Tihedus mõõdab vedelikus või kehas sisalduva aine hulka ruumi hõivatud ruumiühiku kohta:

→ Pascali teoreem

Pascali teoreem näitab, et tasakaaluvedelikule avaldatav rõhu suurenemine jaotub selle kohal terviklikult ja homogeensel viisil:

→ Ujuvus

Ujuvus on keha sisestamise tagajärjel oma asendilt nihkunud vedeliku poolt avaldatav jõud. Ujuvus sõltub tõrjutud vedeliku mahust, kohalikust raskusjõust ja vedeliku tihedusest: