Hidrosztatika a fizika olyan ága, amely nyugalmi állapotban tanulmányozza a folyadékok jellemzőit. Különösen kapcsolatokat létesít a nyomás folyadékokba, például légköri levegőbe vagy vízbe mártott testekre gyakorolják.
Nézis:Fontos fogalmak a hidrostatika tanulmányozásához
Mi a hidrosztatika?
A Hidrosztatika a fizika olyan területe, amely nyugalmi állapotban tanulmányozza a folyadékok tulajdonságait. A folyadékok fizikai tulajdonságai közül kiemelhetjük a legfontosabbakat: sűrűség,nyomás és erőssége felhajtóerő. Folyadékként olyan anyagokat értünk, amelyek képesek elvenni a tartályuk alakját, megváltoztatni alakjukat valamilyen külső erő hatására.
A sűrűség fontos paraméter, mivel ez a tulajdonság méri a folyadék anyagmennyiségét az adott térben. A Nemzetközi Egységrendszer (SI) szerint a folyadék sűrűségét ben mérjük kilogrammpermetrókocka alakú (kg / m³).
A nyomáshidrosztatikus méri a területegységre eső erő hogy a nyugalmi állapotban lévő folyadék képes a felületre kifejteni. Minél nagyobb egy folyadékba merített test mélysége, annál nagyobb nyomást gyakorolnak rá. Az SI-ben a nyomás mértékegysége a
húsvéti (Pa), amely egyenértékű a nyomással 1 newton négyzetméterenként (N / m²).O felhajtóerő, viszont ez az az erő, amelyet minden folyadék kifejt a benne elmerült testekre. A felhajtó erő felelős a szénsavas italokból származó gázbuborékok kiűzéséért. Ezen kívül parafát, hajót vagy jégkockát lebegtet a vízen. A felhajtó erőt a Archimédész tétele, és a te egységed az newton (N).
hidrosztatikus nyomás
A nyomáshidrosztatikus a nyugalmi állapotban lévő folyadékoszlop által kifejtett nyomás. A folyadék által kifejtett hidrosztatikus nyomás modulusának kiszámításához a elvalapvetőadHidrosztatika:
A folyadék két pontja közötti nyomáskülönbséget annak sűrűsége, a helyi gravitációs modulus és a pontok közötti magasságkülönbség szorzata határozza meg. |
A hidrostatika alapelve szerint minél nagyobb egy folyadék mélysége, annál nagyobb nyomást fog kifejteni.
Lefordíthatjuk a hidrodinamika a következő egyenletben:
ΔP - nyomáskülönbség (Pa)
d - folyadék sűrűsége (kg / m³)
ó - a folyadékpontok közötti magasságkülönbség (m)
A fent bemutatott elv gondos elemzése lehetővé teszi azt a következtetést, hogy:
Két pont, ami a azonos magasságú egy folyadékban ugyanaz a nyomásuk lesz;
minden folyadék be egyensúly szabad felületét az irányba rendezve mutatja be vízszintes;
A folyadékban a nyomás növekszik mélység.
→ Pascal tétele és nyomása
Alapján Pascal-tétel, minden nyomásnövekedés ideális folyadékhoz, vagyis folyadékhoz képest nem összenyomható, folyamatos és nélkülviszkozitás, homogén módon terjed át egész térfogatában. Pascal elvének egyik alkalmazási területe a hidraulikus prések és dugattyúk működtetése.
F - alkalmazott erő (N)
A - az erő alkalmazási területe (m²)
Hidrosztatika és sűrűség
A sűrűség ez a folyadék egyik legfontosabb tulajdonsága. Rajta keresztül meghatározható egy adott térfogatú folyadékot képező anyagmennyiség. A sűrűség meghatározása az alábbiakban látható:
d - sűrűség (kg / m³)
m - tömeg (kg)
V - térfogat (m³)
A folyadék sűrűségét a tiszta víz sűrűsége alapján mérik, amelynek modulusa 1,0 kilogrammpermetrókocka alakú. Számos sűrűségegységet használnak általában a hidrostatikumok vizsgálatában. Nézzen meg néhányat az alábbi ábrán, és használja ki az alkalmat, hogy megtanulja, hogyan kell elvégezni az egységkonverziókat, ha szükséges:
A fő sűrűségi egységek ekvivalenciája.
Nézis: Különbségek a sűrűség és a fajsúly között
Felhajtóerő és hidrosztatika
Folyadékba helyezve egy test elfoglalja annak a térnek a részét, amelyet korábban maga a folyadék foglalt el. Így a folyadék erre a tárgyra olyan erőt fejt ki, amely nagyságrendileg megegyezik a folyadék tömegével, amelyet a test belehelyezése miatt elmozdítottak.
A fent bemutatott definíciót az Archimédészban benSyracuse, egy fontos matematikus, feltaláló és fizikus Görög. Eredeti nyilatkozatát alább mutatjuk be:
"Minden, nyugalmi állapotban lévő folyadékba merített test a folyadék részéről függőleges felfelé irányuló erőnek hat, amelynek intenzitása megegyezik a test által kiszorított folyadék súlyával." |
A felhajtóerő modulusát a következő meghatározással lehet kiszámítani:
A kifejtett erő a test behelyezésével kiszorított folyadék térfogatától (V), a folyadék sűrűségétől és a helyi gravitációtól függ.
A felhajtóerőt egy folyadék gyakorolja nemattól függ, ezért a Súlynak,-nektest vagy a tied sűrűség, de igen sűrűségnak,-nekfolyadék, ad gravitációhelyi Ból van hangerőban benfolyadékkitelepített, ami egyébként az egyenlő hoz hangerő a testrész hogy elmerül a folyadék.
Bár az úszóképességet nem a test sűrűsége határozza meg, a test és a folyadék sűrűsége közötti kapcsolat révén meg lehet tudni, hogy a test lebegni fog, maradban benegyensúly vagy elmerül. Néz:
ha a test többsűrű hogy az alja, hajlamos lesz süllyedni;
Ha a testnek sűrűsége van következő a folyadéké, általában egyensúlyban marad;
Ha a testnek sűrűsége van kisebb mint a folyadék sűrűsége, hajlamos lesz ingadozni.
látszólagos súly
Súlylátszólagos erők eredménye Súly és felhajtóerő amelyek egy folyadékba ágyazott testre hatnak. Folyadékba merülve a test jobban megjelenik "Fény" mint amilyen valójában. Ennek oka, hogy a felhajtó erő erre a testre az irányban hat függőleges, mindig mutatva mertfel.
O Súlylátszólagos a következőképpen számítható:
PAP - látszólagos tömeg (N)
P - testtömeg (N)
ÉS - a testre tolás (N)
Hidrosztatikus képletek
Ellenőrizze az alábbiakban a Hidrosztatika vizsgálatában használt főbb képleteket.
→ A hidrostatika alapelve
A hidrosztatika alapelve lehetővé teszi az ideális folyadék két különböző magasságú pontja közötti nyomáskülönbség kiszámítását.
→ Sűrűség
A sűrűség a folyadékban vagy a testben lévő anyag mennyiségét méri az általa elfoglalt téregységre:
→ Pascal-tétel
Pascal-tétel szerint az egyensúlyi folyadékra gyakorolt nyomásnövekedés integráltan és homogén módon oszlik el rajta:
→ Felhajtóerő
A felhajtóerő az a folyadék által kifejtett erő, amelyet egy test behelyezése következtében elmozdítottak helyzetéből. A felhajtóerő a kiszorított folyadék térfogatától, a helyi gravitációtól és a folyadék sűrűségétől függ:
→ látszólagos súly
A látszólagos súly az a testre gyakorolt erő, amely teljesen vagy részben be van helyezve egy folyadékba:
Hidrosztatikus gyakorlatok
1. Határozza meg a nyomáskülönbséget két 10 m és 20 m mélységű, 1200 kg / m³ sűrűségű sós vizes tóban.
fogadja el:
g = 10 m / s²
Felbontás
A gyakorlatban említett két pont közötti nyomáskülönbség kiszámításához a hidrostatika alapelvét fogjuk használni:
'
Ily módon a következő számítást fogjuk elvégezni:
Általam. Rafael Helerbrock
