Hydrostaatit on fysiikan ala, joka tutkii nesteiden ominaisuuksia levossa. Erityisesti se luo suhteet paine kohdistuu nesteisiin, kuten ilmakehän ilmaan ja veteen, upotettuihin kappaleisiin.
Katsomyös:Tärkeitä käsitteitä hydrostaattien tutkimiseen
Mikä on hydrostatics?
THE Hydrostaatit on fysiikan alue, joka tutkii nesteiden ominaisuuksia levossa. Nesteiden fysikaalisista ominaisuuksista voimme tuoda esiin tärkeimmät: tiheys,paine ja vahvuus kelluvuus. Nesteinä ymmärrämme aineita, jotka kykenevät ottamaan astiansa muodon muuttamaan muotoaan jonkin ulkoisen voiman vaikutuksesta.
THE tiheys on tärkeä parametri, koska tämä ominaisuus mittaa nesteen aineen määrää tietyssä tilassa. Kansainvälisen yksikköjärjestelmän (SI) mukaan nesteen tiheys mitataan kiloapermetrokuutio (kg / m³).
THE painehydrostaattinen mittaa voima pinta-alayksikköä kohti että levossa oleva neste pystyy vaikuttamaan pintaa vasten. Mitä suurempi on nesteeseen upotetun ruumiin syvyys, sitä suurempi siihen kohdistuva paine. SI: n paineyksikkö on paschal (Pa), joka vastaa painetta 1 newtonia neliömetriä kohti (N / m²).
O kelluvuus, puolestaan se on voima, jonka jokainen neste kohdistuu siihen upotettuihin kappaleisiin. Kelluva voima on vastuussa kaasukuplien poistamisesta hiilihapollisista juomista. Lisäksi se saa korkin, laivan tai jääpalan kellumaan vedessä. Kelluva voima kuvataan Archimedeksen lause, ja yksikkösi on Newton (N).
hydrostaattinen paine
THE painehydrostaattinen on levossa olevan nestepylvään aiheuttama paine. Nesteen aiheuttaman hydrostaattisen paineen moduulin laskemiseksi käytämme periaateperustavanlaatuinenantaaHydrostaatit:
Nesteen kahden pisteen välinen paine-ero määräytyy sen tiheyden, paikallisen painovoimamoduulin ja näiden pisteiden korkeuserojen tuloksen perusteella. |
Hydrostaticsin perusperiaatteena on, että mitä suurempi nesteen syvyys on, sitä enemmän sitä painetaan.
Voimme kääntää hydrodynamiikka seuraavassa yhtälössä:
ΔP - paine-ero (Pa)
d - nesteen tiheys (kg / m³)
vai niin - nestepisteiden korkeusero (m)
Edellä esitetyn periaatteen huolellisen analyysin avulla voimme päätellä, että:
Kaksi pistettä, jotka ovat sama korkeus nesteessä niillä on sama paine;
kaikki neste sisään saldo esittelee vapaan pinnan järjestettynä suuntaan vaakasuora;
Nesteen paine kasvaa sen mukana syvyys.
→ Pascalin lause ja paine
Mukaan Pascalin lause, jokainen paineen nousu ihanteelliselle nesteelle, ts. nesteelle puristamaton, jatkuva ja ilmanviskositeetti, se siirtyy homogeenisesti koko tilavuudellaan. Yksi Pascalin periaatteen sovelluksista on hydraulipuristimien ja mäntien käyttö.
F - kohdistettu voima (N)
THE - voiman käyttöalue (m²)
Hydrostaatiot ja tiheys
THE tiheys se on yksi nesteen tärkeimmistä ominaisuuksista. Sen kautta on mahdollista määrittää aineen määrä, joka muodostaa nesteen tietyssä tilavuudessa. Tiheyden määritelmä on esitetty alla:
d - tiheys (kg / m³)
m - massa (kg)
V - tilavuus (m³)
Nesteen tiheys mitataan puhtaan veden tiheyden perusteella, jonka moduuli on 1,0 kilogrammapermetrokuutio. On olemassa useita tiheysyksikköjä, joita käytetään yleisesti hydrostaattien tutkimuksessa. Tutustu alla olevaan kuvaan joitain niistä ja käytä tilaisuutta oppia yksikkömuunnosten suorittamisesta tarvittaessa:
Vastaavuus päätiheysyksiköiden välillä.
Katsomyös: Tiheyden ja ominaismassan erot
Kelluvuus ja hydrostaatiot
Nesteeseen työnnettynä runko vie osan tilasta, jonka itse neste on aiemmin käyttänyt. Siten neste kohdistaa tälle esineelle voiman, joka on suunnattu ylöspäin suuruudeltaan yhtä suuri kuin nesteen paino, joka oli siirretty ruumiin työntämisen vuoksi sen sisään.
Edellä esitetyn määritelmän on kehittänyt ArchimedessisäänSyracuse, tärkeä matemaatikko, keksijä ja fyysikko Kreikka. Alkuperäinen lausuntosi on esitetty alla:
"Jokaisessa levossa olevaan nesteeseen upotettuun kehoon kohdistuu nesteen osalta ylöspäin suuntautuva pystysuora voima, jonka voimakkuus on yhtä suuri kuin kehon syrjäyttämän nesteen paino." |
Kelluvan voiman moduuli voidaan laskea käyttämällä seuraavaa määritelmää:
Työntövoima riippuu nesteen tilavuudesta (V), joka on syrjäytetty ruumiin työntämisen jälkeen, nesteen tiheydestä ja paikallisesta painovoimasta.
Nesteen aiheuttama kelluvuus eise riippuunäin ollen Paino/runko tai sinun tiheys, mutta kyllä tiheys/nestettä, antaa painovoimapaikallinen Se on lähtöisin äänenvoimakkuussisäännestettäsiirtynyt, mikä muuten on yhtä suuri että äänenvoimakkuus kehon osasta se on upotettu klo nestettä.
Vaikka kelluvuutta ei määrää ruumiin tiheys, kehon ja nestetiheyksien välisen suhteen avulla on mahdollista tietää, onko keho kelluu, pysyysisäänsaldo tai uppoaa. Katsella:
jos ruumis on lisäätiheä että pohja on taipuvainen uppoamaan;
Jos keholla on tiheys Seuraava nesteen se pyrkii pysymään tasapainossa;
Jos keholla on tiheyttä pienempi kuin nesteen tiheys, sillä on taipumus vaihdella.
näennäinen paino
Painoilmeinen on voimien tulos Paino ja kelluvuus jotka vaikuttavat nesteeseen upotettuun kehoon. Nesteen upotettuaan keho näkyy enemmän "Valo" kuin se todellisuudessa on. Tämä johtuu siitä, että kelluva voima vaikuttaa tähän kehoon suuntaan pystysuora, aina osoittamalla vartenylös.
O Painoilmeinen voidaan laskea seuraavasti:
PAP - näennäinen paino (N)
P - ruumiinpaino (N)
JA - työntö kehoon (N)
Hydrostaattiset kaavat
Tarkista alla hydrostatiikan tutkimuksessa käytetyt pääkaavat.
→ Hydrostatiikan perusperiaate
Hydrostatiikan perusperiaate antaa mahdollisuuden laskea paine-ero kahden eri korkeuden pisteen välillä ihanteellisessa nesteessä.
→ Tiheys
Tiheys mittaa nesteessä tai kehossa olevan aineen määrää sen käyttämää tilayksikköä kohti:
→ Pascalin lause
Pascalin lause osoittaa, että tasapainonesteeseen kohdistuva paineen kasvu jakautuu sen yli yhtenäisellä ja homogeenisella tavalla:
→ Kelluvuus
Kelluvuus on nesteen kohdistama voima, joka on siirtynyt paikaltaan rungon työntämisen seurauksena. Kelluvuus riippuu syrjäytetyn nesteen tilavuudesta, paikallisesta painovoimasta ja nestetiheydestä:
→ näennäinen paino
Näkyvä paino on tuloksena oleva voima kehoon, joka on työnnetty kokonaan tai osittain nesteeseen:
Hydrostaattiset harjoitukset
1. Määritä paine-ero kahden 10 m ja 20 m syvän murtovedellisessä järvessä, joiden tiheys on 1200 kg / m³.
hyväksyä:
g = 10 m / s²
Resoluutio
Harjoituksessa mainittujen kahden pisteen välisen paine-eron laskemiseksi käytämme hydrostaticsin perusperiaatetta:
'
Tällä tavalla meillä on seuraava laskelma:
Minun luona. Rafael Helerbrock
