Hydrostatique est une branche de la physique qui étudie les caractéristiques des fluides au repos. En particulier, il établit des relations avec les pression exercée sur des corps immergés dans des fluides tels que l'air atmosphérique et l'eau.
Voirégalement:Notions importantes pour l'étude de l'hydrostatique
Qu'est-ce que l'hydrostatique ?
LES Hydrostatique est un domaine de la physique qui étudie les propriétés des fluides au repos. Parmi les propriétés physiques des fluides, on peut souligner les plus importantes: densité,pression et la force de flottabilité. Nous entendons par fluides des substances capables de prendre la forme de leur contenant, changeant de forme sous l'action d'une force extérieure.
LES densité est un paramètre important, car cette propriété mesure la quantité de matière qu'un fluide a dans un espace donné. Selon le Système international d'unités (SI), la densité d'un fluide est mesurée en kilogrammesparmétrocubique (kg/m³).
LES pressionhydrostatique mesure le force par unité de surface
qu'un fluide au repos est capable d'exercer contre une surface. Plus la profondeur d'un corps immergé dans un fluide est grande, plus la pression exercée sur lui est importante. L'unité de pression dans le SI est le pascal (Pa), ce qui équivaut à la pression de 1 newton par mètre carré (N/m²).O flottabilité, à son tour, c'est la force que tout fluide exerce sur les corps qui y sont immergés. La force de flottabilité est responsable de l'expulsion des bulles de gaz des boissons gazeuses. De plus, il fait flotter un liège, un bateau ou un glaçon sur l'eau. La force de flottabilité est décrite par le Théorème d'Archimède, et votre unité est la newton (N).
pression hydrostatique
LES pressionhydrostatique est la pression exercée par une colonne de fluide au repos. Pour calculer le module de la pression hydrostatique exercée par un fluide, on utilise le principefondamentaldonneHydrostatique:
La différence de pression entre deux points d'un fluide est déterminée par le produit de sa densité, du module de gravité local et de la différence de hauteur entre ces points. |
Le principe fondamental de l'hydrostatique stipule que plus la profondeur d'un fluide est grande, plus il exercera de pression.
Nous pouvons traduire le principe fondamental de hydrodynamique dans l'équation suivante :
P – différence de pression (Pa)
ré – densité du fluide (kg/m³)
Oh – différence de hauteur entre les points fluides (m)
Une analyse minutieuse du principe présenté ci-dessus nous permet de conclure que :
Deux points qui se situent au même taille dans un fluide ils auront la même pression ;
tout fluide dans équilibre présente sa surface libre disposée dans la direction horizontal;
La pression dans un fluide augmente avec sa profondeur.
→ Théorème de Pascal et pression
Selon Le théorème de Pascal, chaque augmentation de pression sur un fluide idéal, c'est-à-dire un fluide non compressible, continu et sans pour autantviscosité, il est transmis de manière homogène dans tout son volume. L'une des applications du principe de Pascal réside dans le fonctionnement des presses hydrauliques et des pistons.
F – force appliquée (N)
LES – zone d’application de la force (m²)
Hydrostatique et densité
LES densité c'est l'une des propriétés les plus importantes d'un fluide. Grâce à elle, il est possible de déterminer la quantité de matière qui constitue un fluide dans un volume donné. La définition de la densité est indiquée ci-dessous :
ré – densité (kg/m³)
m – masse (kg)
V – volume (m³)
La densité d'un fluide est mesurée sur la base de la densité de l'eau pure, dont le module est de 1,0 kilogrammeparmétrocubique. Il existe plusieurs unités de densité couramment utilisées dans l'étude de l'hydrostatique. Découvrez-en quelques-uns dans la figure ci-dessous et profitez-en pour apprendre à effectuer des conversions d'unités si nécessaire :
Équivalence entre les principales unités de densité.
Voirégalement: Différences entre densité et masse spécifique
Flottabilité et hydrostatique
Lorsqu'il est inséré dans un fluide, un corps occupe une partie de l'espace précédemment occupé par le fluide lui-même. Ainsi, le fluide exercera sur cet objet une force dirigée vers le haut d'une amplitude égale au poids du fluide qui s'est déplacé du fait de l'insertion du corps à l'intérieur de celui-ci.
La définition présentée ci-dessus a été élaborée par ArchimèdedansSyracuse, un important mathématicien, inventeur et physicien Grec. Votre déclaration originale est présentée ci-dessous :
« Tout corps plongé dans un fluide au repos subit, de la part du fluide, une force verticale ascendante, dont l'intensité est égale au poids du fluide déplacé par le corps. |
Le module de la force de flottabilité peut être calculé en utilisant la définition suivante :
La poussée exercée dépend du volume (V) de fluide déplacé par l'insertion d'un corps, de la densité du fluide et de la gravité locale.
La flottabilité exercée par un fluide nonça dépendra, donc, de la Poidsdecorps ou le vôtre densité, mais oui de densitédefluide, donne la gravitélocal C'est de le volumedansfluidedéplacé, qui, d'ailleurs, est égal au le volume de la partie du corps qui est immergé au fluide.
Bien que la flottabilité ne soit pas déterminée par la densité corporelle, grâce à la relation entre les densités corporelles et fluides, il est possible de savoir si le corps flottera, resteradanséquilibre ou alors va s'immerger. Regarder:
si le corps est Suitedense qu'au fond, il aura tendance à s'enfoncer ;
Si le corps a une densité suivant celui du fluide, il aura tendance à rester en équilibre ;
Si le corps a une densité plus petit que la densité du fluide, elle aura tendance à fluctuer.
poids apparent
Poidsapparent est le résultat de forces Poids et flottabilité qui agissent sur un corps noyé dans un fluide. Lorsqu'il est immergé dans un fluide, le corps apparaîtra plus "Lumière" qu'il ne l'est vraiment. C'est parce que la force de flottabilité agit sur ce corps dans la direction verticale, pointant toujours pouren haut.
O Poidsapparent peut être calculé comme suit :
PPA – poids apparent (N)
P – poids corporel (N)
ET – poussée sur le corps (N)
Formules hydrostatiques
Consultez ci-dessous quelques-unes des principales formules utilisées dans l'étude de l'hydrostatique.
→ Principe fondamental de l'hydrostatique
Le principe fondamental de l'Hydrostatique permet de calculer la différence de pression entre deux points de hauteurs différentes au sein d'un fluide idéal.
→ Densité
La densité mesure la quantité de matière contenue dans un fluide ou un corps par unité d'espace occupée par celui-ci :
→ Théorème de Pascal
Le théorème de Pascal indique que l'augmentation de pression exercée sur un fluide à l'équilibre se répartit sur lui de manière intégrale et homogène :
→ Flottabilité
La flottabilité est la force exercée par un fluide qui a été déplacé de sa position à la suite de l'insertion d'un corps. La flottabilité dépend du volume de fluide déplacé, de la gravité locale et de la densité du fluide :
→ poids apparent
Le poids apparent est la force résultante sur un corps inséré entièrement ou partiellement dans un fluide :
Exercices hydrostatiques
1. Déterminer la différence de pression entre deux points situés à 10 m et 20 m de profondeur dans un lac d'eau saumâtre d'une densité égale à 1200 kg/m³.
adopter:
g = 10 m/s²
Résolution
Pour calculer la différence de pression entre les deux points évoqués dans l'exercice, on utilisera le principe fondamental de l'Hydrostatique :
'
De cette façon, nous aurons le calcul suivant :
Par moi Rafael Helerbrock
