ჰიდროსტატიკა ფიზიკის დარგია, რომელიც შეისწავლის სითხის მახასიათებლებს მოსვენებულ მდგომარეობაში. კერძოდ, იგი ამყარებს ურთიერთობებს საქართველოსთან ზეწოლა ახდენენ სითხეებში ჩაფლულ სხეულებზე, როგორიცაა ატმოსფერული ჰაერი და წყალი.
შეხედეასევე:მნიშვნელოვანი ცნებები ჰიდროსტატიკის შესწავლისთვის
რა არის ჰიდროსტატიკა?
ჰიდროსტატიკა ფიზიკის ის დარგია, რომელიც შეისწავლის სითხის თვისებებს დანარჩენ მდგომარეობაში. სითხეების ფიზიკურ თვისებებს შორის შეიძლება გამოვყოთ ყველაზე მნიშვნელოვანი: სიმკვრივე,ზეწოლა და ძალა აყვავება. ჩვენ გვესმის, როგორც სითხე ნივთიერებები, რომლებსაც შეუძლიათ მიიღონ თავიანთი კონტეინერის ფორმა, შეცვალონ მათი ფორმა რაიმე გარეგანი ძალის მოქმედებით.
სიმკვრივე მნიშვნელოვანი პარამეტრია, რადგან ეს თვისება ზომავს სითხის მოცემულ სივრცეში მატერიის რაოდენობას. ერთეულების საერთაშორისო სისტემის (SI) თანახმად, სითხის სიმკვრივე იზომება კილოგრამითითომეტროკუბური (კგ / მ³).
ზეწოლაჰიდროსტატიკური ზომავს ძალა ერთეულ ფართობზე რომ სითხის გაჩერებას შეუძლია ზემოქმედება მოახდინოს ზედაპირზე. რაც უფრო დიდია სითხეში ჩაძირული სხეულის სიღრმე, მით მეტია მასზე ზეწოლა. წნევის ერთეული SI– ში არის
პასქალური (Pa), რაც ექვივალენტურია წნევის კვადრატულ მეტრზე 1 ნიუტონი (N / m²).ო აყვავება, თავის მხრივ, ეს არის ძალა, რომელსაც ყველა სითხე ახდენს მასში ჩაძირულ სხეულებზე. გამაძლიერებელი ძალა პასუხისმგებელია გაზიანი სასმელებიდან გაზის ბუშტების გაძევებაზე. გარდა ამისა, ის ხდის კორპის, გემს ან ყინულის კუბურს წყალზე მიცურავს. გამაძლიერებელი ძალა აღწერილია არქიმედეს თეორემა, და თქვენი ერთეული არის ნიუტონი (N)
ჰიდროსტატიკური წნევა
ზეწოლაჰიდროსტატიკური არის წნევა, რომელიც ახდენს სითხის სვეტს მოსვენებულ მდგომარეობაში. სითხის მიერ ჰიდროსტატიკური წნევის მოდულის გამოსათვლელად, ჩვენ ვიყენებთ პრინციპიფუნდამენტურიაძლევსჰიდროსტატიკა:
სითხის ორ წერტილს შორის წნევის სხვაობა განისაზღვრება მისი სიმკვრივის, ადგილობრივი სიმძიმის მოდულისა და ამ წერტილებს შორის სიმაღლის სხვაობის მიხედვით. |
ჰიდროსტატიკის ფუნდამენტური პრინციპი ამბობს, რომ რაც მეტი სითხის სიღრმეა, მით უფრო მეტ ზეწოლას მოახდენს მას.
ჩვენ შეგვიძლია თარგმნოთ ფუნდამენტური პრინციპი ჰიდროდინამიკა შემდეგ განტოლებაში:
ΔP - წნევის სხვაობა (Pa)
დ - სითხის სიმკვრივე (კგ / მ 2)
ოჰ - სიმაღლის განსხვავება სითხის წერტილებს შორის (მ)
ზემოთ წარმოდგენილი პრინციპის ფრთხილად ანალიზი საშუალებას გვაძლევს დავასკვნათ, რომ:
ორი წერტილი, რომლებიც მდებარეობს იგივე სიმაღლე სითხეში მათ ექნებათ იგივე წნევა;
ყველა სითხე ბალანსი წარმოგიდგენთ მიმართულებით განლაგებულ მის თავისუფალ ზედაპირს ჰორიზონტალური;
სითხეში წნევა იზრდება მასთან ერთად სიღრმე
→ პასკალის თეორემა და წნევა
Მიხედვით პასკალის თეორემა, ყველა წნევა იზრდება იდეალურ სითხეში, ანუ სითხეში არა შეკუმშვადი, უწყვეტი და გარეშესიბლანტე, იგი გადადის ჰომოგენურად მთლიანი მოცულობით. პასკალის პრინციპის ერთ-ერთი გამოყენებაა ჰიდრავლიკური პრესებისა და დგუშების მუშაობაში.
ვ - გამოყენებული ძალა (N)
- ძალის გამოყენების არეალი (მ 2)
ჰიდროსტატიკა და სიმკვრივე
სიმკვრივე ეს სითხის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებაა. მისი საშუალებით შესაძლებელია განისაზღვროს მატერიის რაოდენობა, რომელიც წარმოადგენს სითხეში მოცემულ მოცულობაში. ქვემოთ მოცემულია სიმკვრივის განმარტება:
დ - სიმჭიდროვე (კგ / მ³)
მ - მასა (კგ)
ვ - მოცულობა (მ 2)
სითხის სიმკვრივე იზომება სუფთა წყლის სიმკვრივის საფუძველზე, რომლის მოდულია 1.0 კილოგრამითითომეტროკუბური ჰიდროსტატიკის შესწავლისას ჩვეულებრივ გამოიყენება რამდენიმე სიმკვრივის ერთეული. გაეცანით ზოგიერთ მათგანს ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში და ისარგებლეთ შესაძლებლობით გაეცნოთ თუ როგორ უნდა შესრულდეს ერთეულის გადაკეთება საჭიროების შემთხვევაში:
ეკვივალენტობა მთავარ სიმკვრივის ერთეულებს შორის.
შეხედეასევე: განსხვავებები სიმკვრივეს და სპეციფიკურ მასას შორის
ფლოტიანობა და ჰიდროსტატიკა
სითხეში შეყვანისას სხეულს უჭირავს სივრცის ნაწილი, რომელიც მანამდე თვითონ სითხის მიერ იყო დაკავებული. ამრიგად, სითხე ამ ობიექტზე მოახდენს სიდიდის ზევით მიმართულ ძალას, რომელიც ტოლია სითხის წონას, რომელიც გადაადგილდა მასში სხეულის შეყვანის გამო.
ზემოთ წარმოდგენილი განმარტება შეიქმნა არქიმედეწელსსირაკუზა, მნიშვნელოვანი მათემატიკოსი, გამომგონებელი და ფიზიკოსი ბერძნული თქვენი ორიგინალური განცხადება წარმოდგენილია ქვემოთ:
”ყველა სხეული, რომელიც მოსვენებულ მდგომარეობაშია სითხეში ჩაძირული, განიცდის სითხის ნაწილს ზევით ვერტიკალურ ძალას, რომლის ინტენსივობა ტოლია სხეულის მიერ გადაადგილებული სითხის წონისა”. |
გამაძლიერებელი ძალის მოდული შეიძლება გამოითვალოს შემდეგი განმარტების გამოყენებით:
დატვირთვა დამოკიდებულია სხეულის შეყვანით გადაადგილებული სითხის მოცულობაზე (V), სითხის სიმკვრივეზე და ადგილობრივ სიმძიმეზე.
სითხე, რომელსაც ახდენს სითხე არაეს დამოკიდებული იქნება, შესაბამისად, წონასაქართველოსსხეული ან თქვენი სიმჭიდროვე, მაგრამ დიახ სიმკვრივესაქართველოსსითხე, აძლევს სიმძიმისადგილობრივი ეს არის მოცულობაწელსსითხეგადაადგილებული, სხვათა შორის, რაც არის თანაბარი რომ მოცულობა სხეულის ნაწილის ჩაძირულია საათზე სითხე.
მიუხედავად იმისა, რომ ცვალებადობა არ განისაზღვრება სხეულის სიმკვრივით, სხეულისა და სითხის სიმკვრივეს შორის ურთიერთობის საშუალებით, შესაძლებელია იცოდეთ არის თუ არა სხეული ათწილადი, დარჩებაწელსბალანსი ან ჩაიძირა. Უყურებს:
თუ სხეული არის მეტიმკვრივი რომ ბოლოში, ის ჩაიძიროს;
თუ სხეულს სიმკვრივე აქვს შემდეგი სითხის სითხე ის დარჩება წონასწორობაში;
თუ სხეულს სიმკვრივე აქვს უფრო პატარა ვიდრე სითხის სიმკვრივე, ის შეიცვლება.
აშკარა წონა
წონააშკარაა ძალების შედეგია წონა და აყვავება რომლებიც მოქმედებენ სითხეში ჩასმულ სხეულზე. სითხეში ჩაძირვისას სხეული უფრო გამოჩნდება "Მსუბუქი" ვიდრე სინამდვილეშია. ეს ხდება იმის გამო, რომ ამ სხეულზე მოქმედი ძალა მოქმედებს მიმართულებით ვერტიკალური, ყოველთვის მიუთითებს ამისთვისმაღლა
ო წონააშკარაა შეიძლება გამოითვალოს შემდეგნაირად:
პAP - აშკარა წონა (N)
პ - სხეულის წონა (N)
და - სხეულზე დაწევა (N)
ჰიდროსტატიკური ფორმულები
ქვემოთ იხილეთ რამდენიმე ძირითადი ფორმულა, რომელიც გამოიყენება ჰიდროსტატიკის შესწავლისას.
→ ჰიდროსტატიკის ფუნდამენტური პრინციპი
ჰიდროსტატიკის ფუნდამენტური პრინციპი საშუალებას იძლევა გამოვთვალოთ წნევის სხვაობა სხვადასხვა სიმაღლის ორ წერტილს შორის იდეალურ სითხეში.
→ სიმჭიდროვე
სიმკვრივე ზომავს სითხის ან სხეულის შემადგენლობაში შემავალი მატერიის რაოდენობას მის მიერ დაკავებული სივრცის ერთეულზე:
→ პასკალის თეორემა
პასკალის თეორემა მიუთითებს, რომ წონასწორობის სითხეში განხორციელებული წნევის მომატება მასზე განაწილებულია განუყოფელი და ერთგვაროვანი გზით:
→ ფლოტიანობა
ბორტიანობა არის ძალა, რომელსაც ახდენს სითხე, რომელიც სხეულის ჩასმის შედეგად გადაადგილდა თავისი მდგომარეობიდან. მოცულობა დამოკიდებულია სითხის გადაადგილებულ მოცულობაზე, ადგილობრივ სიმძიმეზე და სითხის სიმკვრივეზე:
→ აშკარა წონა
აშკარა წონა არის მიღებული ძალა სხეულზე, რომელიც სრულად ან ნაწილობრივ შედის სითხეში:
ჰიდროსტატიკური ვარჯიშები
1. დაადგინეთ წნევის სხვაობა მდუღარე წყლის ტბაში 10 მ და 20 მ სიღრმეში მდებარე ორ წერტილს შორის, სიმკვრივის ტოლი 1200 კგ / მ³.
შვილად აყვანა:
გ = 10 მ / წმ
რეზოლუცია
სავარჯიშოში აღნიშნულ ორ წერტილს შორის წნევის სხვაობის გამოსათვლელად გამოვიყენებთ ჰიდროსტატიკის ფუნდამენტურ პრინციპს:
'
ამ გზით, ჩვენ გვექნება შემდეგი გაანგარიშება:
ჩემს მიერ. რაფაელ ჰელერბროკი