수압: 밀도, 압력, 추력 및 공식

Hydrostatics는 다음을 연구하는 물리학 영역입니다. 휴식중인 액체. 이 분기에는 밀도, 압력, 부피 및 부력과 같은 여러 개념이 포함됩니다.

정수압의 주요 개념

밀도

밀도는 주어진 부피에서 물질의 농도를 결정합니다.

우리가 가지고있는 신체와 체액의 밀도와 관련하여 :

• 몸의 밀도가 유체의 밀도보다 작 으면 몸은 유체의 표면에 떠 있습니다.
• 신체의 밀도가 유체의 밀도와 같으면 신체는 유체와 평형을 이룹니다.
• 몸의 밀도가 유체의 밀도보다 크면 몸이 가라 앉을 것입니다.

밀도를 계산하기 위해 다음 공식이 사용됩니다.

d = m / v

존재,

디: 밀도
미디엄: 파스타
V: 볼륨

국제 시스템 (SI) :

• 밀도는 입방 센티미터 당 그램 (g / cm³)이지만 입방 미터당 킬로그램 (kg / m³) 또는 밀리 리터당 그램 (g / ml);
• 질량은 킬로그램 (Kg)입니다.
• 부피는 입방 미터 (m³).

또한에 대해 읽으십시오 밀도 그리고 물 밀도.

압력

압력은 정수 역학의 필수 개념이며, 이 연구 영역에서는 수압. 유체가 다른 사람에게 가하는 압력을 결정합니다.

예를 들어, 우리는 수영 할 때 느끼는 압력을 생각할 수 있습니다. 따라서 깊이 잠수할수록 정수압이 커집니다.

이 개념은 유체 밀도 및 중력 가속도와 밀접한 관련이 있습니다. 따라서 정수압은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.

P = d. H. 지

어디,

피: 수압
디: 액체 밀도
H: 용기 내 액체의 높이
지: 중력 가속도

국제 시스템 (SI) :

• 정수압은 Pascal (Pa)이지만 대기 (atm)와 수은의 밀리미터 (mmHg)도 사용됩니다.
• 액체의 밀도는 입방 센티미터 당 그램 (g / cm³);
• 높이는 미터 (m)입니다.
• 중력 가속도는 초당 미터 제곱입니다 (m / sec²).

노트: 정수압은 용기의 모양에 영향을받지 않습니다. 그것은 유체의 밀도, 액체 기둥의 높이 및 위치의 중력에 따라 다릅니다.

더 알고 싶으세요? 또한에 대해 읽으십시오 기압.

부력

추력이라고도하는 추력은 정수압 액체에 잠긴 몸에 작용합니다. 따라서 부력은 주어진 신체에 유체가 가하는 결과적인 힘입니다.

예를 들어, 우리는 수영장에서든 바다에서든 물에있을 때 더 가볍게 느껴지는 우리 몸을 생각할 수 있습니다.

액체가 몸에 가한이 힘은 이미 고대에 연구되었습니다.

그리스 수학자 아르키메데스는 유체 내부에서 몸을 가볍게 만드는 부력 (수직 및 위쪽)의 값을 계산할 수있는 정수 역학 실험을 수행 한 사람입니다. 반대 방향으로 작동합니다. 힘 무게.

부력 및 중량 력의 작동

따라서 아르키메데스의 정리 또는 부력 ​​법칙은 다음과 같습니다.

“유체에 잠긴 모든 신체는 부피의 무게와 동일한 상향식 충격을받습니다. 따라서 유체는 물을 흡수하는 것보다 밀도가 높고 밀도가 낮은 흙손”.

부력과 관련하여 다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다.

• 부력 (E)이 무게 (P)보다 크면 몸이 표면으로 올라갑니다.
• 부력 (E)이 체중 (P)과 같은 강도를 가지면 몸은 상승하거나 하강하지 않고 균형을 유지합니다.
• 부력 (E)이 무게 (P)보다 작 으면 몸이 가라 앉습니다.

부력은 벡터 위대함즉, 방향, 모듈 및 방향이 있습니다.

국제 시스템 (SI)에서 추력 (E)은 뉴턴 (N)으로 주어지며 다음 공식으로 계산됩니다.

E = d_에프. V_fd. 지

어디,

과: 부력
디_에프: 유체 밀도
V_fd: 유체 량
지: 중력 가속도

국제 시스템 (SI) :

• 유체 밀도는 입방 미터당 킬로그램 (kg / m³);
• 유체 부피는 입방 미터 (m³);
• 중력 가속도는 초당 미터 제곱입니다 (m / sec²).

읽기 추력 공식.

정수압 스케일

정수 역학적 균형은 이탈리아의 물리학 자, 수학자 및 철학자 Galileo Galilei (1564-1642)에 의해 발명되었습니다.

기반 아르키메데스의 원리,이 장비는 유체에 잠긴 신체에 가해지는 부력을 측정하는 역할을합니다.

즉, 공기보다 가벼운 액체에 담근 물체의 무게를 결정합니다.

정수압 스케일

읽기: 파스칼의 원리.

정수 역학의 기본 법칙

영형 스테 빈의 정리 "정역학의 기본 법칙"으로 알려져 있습니다. 이 이론은 액체 부피와 정수압 사이의 변화 관계를 가정합니다. 귀하의 진술은 다음과 같이 표현됩니다.

“평형 (휴식)에서 유체의 두 지점 압력 차이는 제품과 같습니다. 유체의 밀도, 중력의 가속도 및 깊이의 차이 사이 포인트들.”

Stevin의 정리는 다음 공식으로 표현됩니다.

∆P = γ ⋅ 오 또는 ∆P = d. 지. 오

어디,

∆P: 정수압 변화
γ: 유체의 비중
오: 액체 컬럼 높이 변화
디: 밀도
지: 중력 가속도

국제 시스템 (SI) :

• 정수압의 변화는 Pascal (Pa)입니다.
• 유체의 비 중량은 입방 미터당 뉴턴 (N / m³);
• 액체 기둥 높이의 변화는 미터 (m)입니다.
• 밀도는 입방 미터당 킬로그램 (kg / m³);
• 중력 가속도는 초당 미터 제곱입니다 (m / sec²).

정수 역학 및 유체 역학

유체 역학은 정지 된 액체를 연구하는 반면, 유체 역학은 이러한 유체의 움직임을 연구하는 물리학의 한 분야입니다.

피드백이있는 입학 시험 연습

1. (PUC-PR) 부력은 매우 익숙한 현상입니다. 한 가지 예는 물 밖으로, 즉 공중에서 일어나려고 할 때에 비해 수영장 안에서 일어날 수있는 상대적인 용이성입니다.

추력을 정의하는 아르키메데스의 원칙에 따라 올바른 명제를 표시하십시오.

a) 몸이 물에 떠있을 때 몸이받는 부력은 몸무게보다 적습니다.
b) 아르키메데스의 원리는 액체에 잠긴 물체에만 유효하며 기체에는 적용 할 수 없습니다.
c) 유체에 완전히 또는 부분적으로 잠긴 본체는 모듈에서 변위 된 유체의 무게와 동일한 상향 수직 힘을 경험합니다.
d) 몸이 일정한 속도로 물에 가라 앉으면 그에 대한 부력이 없습니다.
e) 같은 부피의 두 물체를 밀도가 다른 액체에 담그면 동일한 추력을받습니다.

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대안 c

2. (UERJ-RJ) 직육면체 모양의 뗏목이 담수 호수에 떠 있습니다. 길이가 20m, 너비가 5m 인 선체의 바닥은 물의 자유 표면과 평행하며 그 표면에서 멀리 떨어져 있습니다. 뗏목에 각각 무게가 1,200kg 인 10 대의 자동차가 적재되어 선체의 바닥이 물의 자유 표면과 평행을 유지하지만 그 표면에서 d 거리에 잠긴 상태라고 가정합니다.

물의 밀도가 1.0 × 10 인 경우³ kg / m³, 센티미터 단위의 변동 (d – do)은 다음과 같습니다. (g = 10m / s²)

a) 2
b) 6
c) 12
d) 24
e) 22

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대안 c

3. (UNIFOR-CE) 밀도 dA = 2.80g / cm의 화학적으로 불활성 인 비혼 화성 액체 A와 B 2 개³ 및 dB = 1.60g / cm³는 각각 동일한 컨테이너에 배치됩니다. 액체 A의 부피가 B의 두 배인 혼합물의 밀도 (g / cm)임을 알기³, 확인:

a) 2.40
b) 2.30
c) 2.20
d) 2.10
e) 2.00

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에 대한 대안

주석이 달린 해결 방법과 함께 더 많은 질문은 다음을 참조하십시오.: 정수압 운동.