Hidrostatika adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari sifat-sifat zat cair dalam keadaan diam. Secara khusus, ia menjalin hubungan dengan tekanan diberikan pada benda yang direndam dalam cairan seperti udara atmosfer dan air.
Lihatjuga:Konsep penting untuk studi hidrostatika
Apa itu Hidrostatika?
ITU Hidrostatika adalah bidang Fisika yang mempelajari sifat-sifat zat cair dalam keadaan diam. Di antara sifat fisik cairan, kita dapat menyoroti yang paling penting: massa jenis,tekanan dan kekuatan dari kemampuan mengapung. Kami memahami sebagai zat cairan yang mampu mengambil bentuk wadahnya, mengubah bentuknya di bawah aksi beberapa kekuatan eksternal.
ITU massa jenis adalah parameter penting, karena properti ini mengukur jumlah materi yang dimiliki fluida dalam ruang tertentu. Menurut Sistem Satuan Internasional (SI), massa jenis fluida diukur dalam kilogramperkereta bawah tanahkubik (kg/m³).
ITU tekananhidrostatik mengukur gaya per satuan luas bahwa cairan yang diam mampu bekerja pada permukaan. Semakin besar kedalaman benda yang dicelupkan ke dalam cairan, semakin besar tekanan yang diberikan padanya. Satuan tekanan dalam SI adalah
paskah (Pa), yang setara dengan tekanan 1 newton per meter persegi (N/m²).HAI kemampuan mengapung, pada gilirannya, itu adalah gaya yang diberikan oleh setiap cairan pada benda-benda yang terbenam di dalamnya. Gaya apung bertanggung jawab untuk mengeluarkan gelembung gas dari minuman berkarbonasi. Selain itu, membuat gabus, kapal atau es batu mengapung di atas air. Gaya apung dijelaskan oleh Teorema Archimedes, dan unit Anda adalah newton (N).
tekanan hidrostatis
ITU tekananhidrostatik adalah tekanan yang diberikan oleh kolom fluida dalam keadaan diam. Untuk menghitung modulus tekanan hidrostatik yang diberikan oleh fluida, kita menggunakan prinsipmendasarmemberiHidrostatika:
Perbedaan tekanan antara dua titik dalam fluida ditentukan oleh produk kerapatannya, modulus gravitasi lokal, dan perbedaan ketinggian antara titik-titik ini. |
Prinsip dasar hidrostatika menyatakan bahwa semakin dalam kedalaman fluida, semakin besar tekanan yang akan diberikannya.
Kita dapat menerjemahkan prinsip dasar dari hidrodinamika dalam persamaan berikut:
P – perbedaan tekanan (Pa)
d – densitas fluida (kg/m³)
oh – perbedaan ketinggian antara titik fluida (m)
Analisis yang cermat dari prinsip yang disajikan di atas memungkinkan kita untuk menyimpulkan bahwa:
Dua titik yang terletak di sama tinggi dalam cairan mereka akan memiliki tekanan yang sama;
semua cairan masuk keseimbangan menyajikan permukaan bebasnya diatur dalam arah horisontal;
Tekanan dalam fluida meningkat dengan kedalaman.
→ Teorema Pascal dan tekanan
Berdasarkan teorema pascal, setiap tekanan meningkat di atas fluida ideal, yaitu fluida tidak dapat dimampatkan, kontinu dan tanpaviskositas, itu ditransmisikan secara homogen di seluruh volumenya. Salah satu penerapan prinsip Pascal adalah dalam pengoperasian mesin press hidrolik dan piston.
F - gaya yang diterapkan (N)
ITU – area penerapan gaya (m²)
Hidrostatika dan densitas
ITU massa jenis itu adalah salah satu sifat yang paling penting dari cairan. Melalui itu, dimungkinkan untuk menentukan jumlah materi yang merupakan cairan dalam volume tertentu. Definisi kepadatan ditunjukkan di bawah ini:
d – kepadatan (kg/m³)
saya - massa (kg)
V – volume (m³)
Massa jenis cairan diukur berdasarkan massa jenis air murni, yang modulusnya 1,0 kilogramperkereta bawah tanahkubik. Ada beberapa satuan massa jenis yang biasa digunakan dalam studi hidrostatika. Lihat beberapa di antaranya pada gambar di bawah ini dan ambil kesempatan untuk mempelajari cara melakukan konversi satuan bila perlu:
Kesetaraan antara unit kepadatan utama.
Lihatjuga: Perbedaan antara massa jenis dan massa jenis
Daya apung dan Hidrostatika
Ketika dimasukkan ke dalam cairan, tubuh menempati bagian dari ruang yang sebelumnya ditempati oleh cairan itu sendiri. Dengan demikian, fluida akan memberikan gaya pada benda ini ke atas yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan karena penyisipan benda di dalamnya.
Definisi yang disajikan di atas dikembangkan oleh ArchimedesdiSirakusa, penting matematikawan, penemu dan fisikawan Yunani. Pernyataan asli Anda disajikan di bawah ini:
“Setiap benda yang dicelupkan ke dalam zat cair dalam keadaan diam mengalami, pada bagian zat cair, gaya vertikal ke atas, yang intensitasnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda itu.” |
Modulus gaya apung dapat dihitung dengan menggunakan definisi berikut:
Gaya dorong yang diberikan bergantung pada volume (V) fluida yang dipindahkan oleh penyisipan benda, densitas fluida, dan gravitasi lokal.
Gaya apung yang diberikan oleh fluida tidakitu akan tergantung, oleh karena itu, dari Bobotdaritubuh atau milikmu massa jenis, tapi ya dari massa jenisdaricairan, memberikan gravitasilokal Ini berasal volumedicairanterlantar, yang, omong-omong, adalah sama ke volume bagian tubuh yang terbenam pada cairan.
Meskipun daya apung tidak ditentukan oleh kepadatan tubuh, melalui hubungan antara tubuh dan kepadatan cairan, adalah mungkin untuk mengetahui apakah tubuh akan mengapung, akan bertahandikeseimbangan atau akan tenggelam. Menonton:
jika tubuhnya lebihpadat bahwa bagian bawah, itu akan cenderung tenggelam;
Jika tubuh memiliki kepadatan lanjut bahwa cairan, itu akan cenderung tetap seimbang;
Jika tubuh memiliki kepadatan lebih kecil daripada densitas fluida, ia akan cenderung berfluktuasi.
berat yang terlihat
Bobotsemu adalah hasil dari kekuatan Bobot dan kemampuan mengapung yang bekerja pada benda yang tertanam dalam cairan. Saat direndam dalam cairan, tubuh akan terlihat lebih appear "Cahaya" daripada yang sebenarnya. Ini karena gaya apung bekerja pada tubuh ini ke arah vertikal, selalu menunjuk untuknaik.
HAI Bobotsemu dapat dihitung sebagai berikut:
PAP – berat semu (N)
P - berat badan (N)
DAN - dorong pada tubuh (N)
Rumus Hidrostatik
Periksa di bawah ini beberapa rumus utama yang digunakan dalam studi Hidrostatika.
→ Prinsip Dasar Hidrostatika
Prinsip dasar Hidrostatika memungkinkan untuk menghitung perbedaan tekanan antara dua titik dengan ketinggian yang berbeda dalam fluida ideal.
→ Massa jenis
Massa jenis mengukur jumlah materi yang terkandung dalam cairan atau benda per unit ruang yang ditempati olehnya:
→ Teorema Pascal
Teorema Pascal menunjukkan bahwa peningkatan tekanan yang diberikan pada cairan kesetimbangan didistribusikan di atasnya secara integral dan homogen:
→ Kemampuan mengapung
Daya apung adalah gaya yang diberikan oleh cairan yang telah dipindahkan dari posisinya sebagai akibat dari penyisipan benda. Daya apung tergantung pada volume fluida yang dipindahkan, gravitasi lokal, dan densitas fluida:
→ berat yang terlihat
Berat semu adalah gaya yang dihasilkan pada tubuh yang dimasukkan sepenuhnya atau sebagian ke dalam cairan:
Latihan Hidrostatik
1. Tentukan perbedaan tekanan antara dua titik yang terletak 10 m dan 20 m di dalam danau air payau dengan massa jenis sama dengan 1200 kg/m³.
mengambil:
g = 10 m/s²
Resolusi
Untuk menghitung perbedaan tekanan antara dua titik yang disebutkan dalam latihan, kita akan menggunakan prinsip dasar Hidrostatika:
'
Dengan cara ini, kita akan memiliki perhitungan berikut:
Oleh Saya. Rafael Helerbrock
