Hidrosatatika je grana fizike koja proučava karakteristike tekućina u mirovanju. Konkretno, uspostavlja odnose s pritisak vrši se na tijelima uronjenim u tekućine poput atmosferskog zraka i vode.
Izgledtakođer:Važni pojmovi za proučavanje hidrostatike
Što je hidrostatika?
THE Hidrosatatika je područje fizike koje proučava svojstva tekućina u mirovanju. Među fizičkim svojstvima tekućina možemo istaknuti najvažnije: gustoća,pritisak i snaga uzgon. Pod tekućinama razumijemo tvari koje mogu poprimiti oblik svoje posude, mijenjajući svoj oblik pod djelovanjem neke vanjske sile.
THE gustoća je važan parametar, jer ovo svojstvo mjeri količinu materije koju tekućina ima u određenom prostoru. Prema Međunarodnom sustavu jedinica (SI), gustoća fluida mjeri se u kilogramapopodzemna željeznicakubični (kg / m³).
THE pritisakhidrostatski mjeri sila po jedinici površine da je tekućina u stanju mirovanja sposobna djelovati na površinu. Što je veća dubina tijela uronjenog u tekućinu, to je veći pritisak na njega vršen. Tlačna jedinica u SI je
pashalni (Pa), što je ekvivalentno tlaku od 1 njutna po kvadratnom metru (N / m²).O uzgon, zauzvrat je to sila koju svaka tekućina vrši na tijela uronjena u nju. Plutajuća sila odgovorna je za izbacivanje mjehurića plina iz gaziranih pića. Uz to, pluta, brod ili kocka leda plutaju po vodi. Plutajuću silu opisuje Arhimedov teorem, a vaša jedinica je newton (N).
hidrostatički tlak
THE pritisakhidrostatski je pritisak koji vrši stupac tekućine u mirovanju. Za izračunavanje modula hidrostatskog tlaka koji djeluje tekućina koristimo načelotemeljnedajeHidrosatatika:
Razlika tlaka između dviju točaka u tekućini određuje se umnoškom njegove gustoće, modula lokalne gravitacije i visinske razlike između tih točaka. |
Temeljno načelo hidrostatike kaže da što je veća dubina tekućine, to će veći pritisak vršiti.
Možemo prevesti temeljno načelo hidrodinamika u sljedećoj jednadžbi:
ΔP - razlika tlaka (Pa)
d - gustoća fluida (kg / m³)
Oh - visinska razlika između točaka fluida (m)
Pažljiva analiza gore predstavljenog principa omogućuje nam zaključak da:
Dvije točke koje leže na iste visine u tekućini će imati isti pritisak;
sva tekućina u ravnoteža predstavlja svoju slobodnu površinu poredanu u smjeru vodoravno;
Tlak u tekućini raste sa svojim dubina.
→ Pascalov teorem i pritisak
Prema Pascalov teorem, svaki porast tlaka u idealnoj tekućini, odnosno tekućini nestisljiv, stalan i bezviskoznost, prenosi se homogeno u cijelom svom volumenu. Jedna od primjena Pascalovog principa je u radu hidrauličkih preša i klipova.
F - primijenjena sila (N)
THE - područje primjene sile (m²)
Hidrostatika i gustoća
THE gustoća to je jedno od najvažnijih svojstava tekućine. Pomoću nje je moguće odrediti količinu materije koja čini tekućinu u određenom volumenu. Definicija gustoće prikazana je u nastavku:
d - gustoća (kg / m³)
m - masa (kg)
V - zapremina (m³)
Gustoća tekućine mjeri se na temelju gustoće čiste vode, čiji je modul 1,0 kilogrampopodzemna željeznicakubični. Postoji nekoliko jedinica gustoće koje se obično koriste u proučavanju hidrostatike. Pogledajte neke od njih na donjoj slici i iskoristite priliku da naučite kako izvoditi pretvorbe jedinica kada je to potrebno:
Ekvivalencija između glavnih jedinica gustoće.
Izgledtakođer: Razlike između gustoće i specifične mase
Uzgon i hidrostatika
Kada se ubaci u tekućinu, tijelo zauzima dio prostora koji je prethodno zauzimala sama tekućina. Dakle, tekućina će na ovaj objekt vršiti silu usmjerenu prema gore veličine jednake težini tekućine koja je pomaknuta uslijed umetanja tijela u nju.
Gore predstavljenu definiciju razvio je ArhimeduSirakuza, važan matematičar, izumitelj i fizičar Grčki. Vaša originalna izjava predstavljena je u nastavku:
"Svako tijelo uronjeno u tekućinu u mirovanju podvrgava se dijelu tekućine vertikalnom silom prema gore, čiji je intenzitet jednak težini tekućine koju tijelo istiskuje." |
Modul uzgonske sile može se izračunati pomoću sljedeće definicije:
Pritisak koji djeluje ovisi o volumenu (V) tekućine istisnute umetanjem tijela, gustoći tekućine i lokalnoj gravitaciji.
Uzgon koji vrši tekućina Neovisit će, dakle, od Težinaodtijelo ili tvoja gustoća, ali da od gustoćaodtekućina, daje gravitacijalokalno To je od volumenutekućinaraseljeni, što je usput jednak prema volumen dijela tijela to je uronjeno na tekućina.
Iako uzgon ne određuje gustoća tijela, kroz odnos između gustoće tijela i tekućine, moguće je znati je li tijelo plutat će, ostati ćeuravnoteža ili potopit će se. Gledati:
ako je tijelo višegusta da će dno nastojati tonuti;
Ako tijelo ima gustoću Sljedeći ona tekućine nastojat će ostati u ravnoteži;
Ako tijelo ima gustoću manji nego gustoća tekućine, ona će imati tendenciju fluktuacije.
prividna težina
Težinaprividno rezultat je sila Težina i uzgon koji djeluju na tijelo ugrađeno u tekućinu. Kad je uronjeno u tekućinu, tijelo će se činiti više "Svjetlo" nego što stvarno jest. To je zato što uzlazna sila djeluje na ovo tijelo u smjeru okomito, uvijek pokazujući zagore.
O Težinaprividno može se izračunati na sljedeći način:
StrAP - prividna težina (N)
Str - tjelesna težina (N)
I - potisak na tijelo (N)
Hidrostatske formule
U nastavku pogledajte neke od glavnih formula korištenih u proučavanju hidrostatike.
→ Temeljni princip hidrostatike
Temeljno načelo hidrostatike omogućuje izračunavanje razlike u tlaku između dvije točke različitih visina unutar idealne tekućine.
→ Gustoća
Gustoća mjeri količinu materije sadržane u tekućini ili tijelu po jedinici prostora koji ona zauzima:
→ Pascalov teorem
Pascalov teorem ukazuje da se porast tlaka koji djeluje na ravnotežnu tekućinu raspoređuje preko nje na cjelovit i homogen način:
→ Uzgon
Uzgon je sila koju djeluje tekućina koja je pomaknuta iz svog položaja kao rezultat umetanja tijela. Uzgon ovisi o volumenu istisnute tekućine, lokalnoj gravitaciji i gustoći tekućine:
→ prividna težina
Prividna težina je rezultirajuća sila na tijelo umetnuto potpuno ili djelomično u tekućinu:
Hidrostatske vježbe
1. Odredite razliku u tlaku između dviju točaka koje se nalaze 10 m i 20 m duboko u bočatom vodenom jezeru gustoće jednake 1200 kg / m³.
posvojiti:
g = 10 m / s²
Razlučivost
Da bismo izračunali razliku tlaka između dviju točaka spomenutih u vježbi, poslužit ćemo se temeljnim principom hidrostatike:
'
Na ovaj način imat ćemo sljedeći izračun:
Ja, Rafael Helerbrock
