Hydrostatikk er en gren av fysikk som studerer egenskapene til væsker i hvile. Spesielt etablerer det forhold til press utøves på legemer nedsenket i væsker som atmosfærisk luft og vann.
Seogså:Viktige konsepter for studiet av hydrostatikk
Hva er hydrostatikk?
DE Hydrostatikk det er et område av fysikk som studerer egenskapene til væsker i hvile. Blant de fysiske egenskapene til væsker kan vi fremheve de viktigste: tetthet,press og styrke av oppdrift. Vi forstår som væsker stoffer som er i stand til å anta formen på beholderen deres, endre form under påvirkning av en ytre kraft.
DE tetthet er en viktig parameter, da denne egenskapen måler mengden materie en væske har i et gitt rom. I følge det internasjonale systemet for enheter (SI) måles væskens tetthet i kiloperT-banekubikk (kg / m³).
DE presshydrostatisk måler kraft per arealenhet at en væske i hvile er i stand til å utøve seg mot en overflate. Jo større dybden til et legeme nedsenket i en væske, jo større blir trykket på det. Trykkenheten i SI er paschal (Pa), som tilsvarer trykket på 1 newton per kvadratmeter (N / m²).
O oppdrift, i sin tur er det kraften som hver væske utøver på kroppene nedsenket i den. Den kraftige kraften er ansvarlig for å utvise gassbobler fra kullsyreholdige drikker. I tillegg får den en kork, et skip eller en isbit til å flyte på vannet. Den oppdrivende kraften er beskrevet av Archimedes 'teorem, og enheten din er Newton (N).
hydrostatisk trykk
DE presshydrostatisk er trykket som utøves av en væskesøyle i hvile. For å beregne modulen til det hydrostatiske trykket som utøves av en væske, bruker vi prinsippfundamentalgirHydrostatikk:
Trykkforskjellen mellom to punkter i en væske bestemmes av produktet av dens tetthet, den lokale tyngdekraftsmodulen og høydeforskjellen mellom disse punktene. |
Det grunnleggende prinsippet for hydrostatikk sier at jo større dybden til en væske er, desto mer trykk vil den utøve.
Vi kan oversette det grunnleggende prinsippet om hydrodynamikk i følgende ligning:
AP - trykkforskjell (Pa)
d - væsketetthet (kg / m³)
Åh - høydeforskjell mellom væskepunkter (m)
En nøye analyse av prinsippet presentert ovenfor lar oss konkludere med at:
To punkter som ligger ved samme høyde i en væske vil de ha samme trykk;
alt flytende inn balansere presenterer sin frie overflate ordnet i retningen horisontal;
Trykket i en væske øker med dens dybde.
→ Pascals setning og press
I følge Pascals setning, hvert trykk øker over en ideell væske, det vil si en væske ikke komprimerbar, kontinuerlige og utenviskositet, den overføres homogent gjennom hele volumet. En av anvendelsene av Pascals prinsipp er i drift av hydrauliske presser og stempler.
F - påført kraft (N)
DE - kraftområde (m²)
Hydrostatikk og tetthet
DE tetthet det er en av de viktigste egenskapene til en væske. Gjennom det er det mulig å bestemme mengden materie som utgjør en væske i et gitt volum. Tetthetsdefinisjonen er vist nedenfor:
d - tetthet (kg / m³)
m - masse (kg)
V - volum (m³)
Tettheten til en væske måles basert på tettheten av rent vann, hvis modul er 1,0 kiloperT-banekubikk. Det er flere tetthetsenheter som ofte brukes i studiet av hydrostatikk. Sjekk ut noen av dem i figuren nedenfor og benytt anledningen til å lære hvordan du utfører enhetskonverteringer når det er nødvendig:
Ekvivalens mellom de viktigste tetthetsenhetene.
Seogså: Forskjeller mellom tetthet og spesifikk masse
Oppdrift og hydrostatikk
Når det settes inn i en væske, opptar en kropp en del av rommet som tidligere var okkupert av selve væsken. Således vil fluidet på denne gjenstanden utøve en kraft rettet oppover med en størrelse som er lik vekten av fluidet som ble forskjøvet på grunn av innføring av kroppen i den.
Definisjonen presentert ovenfor ble utviklet av ArchimedesiSyracuse, en viktig matematiker, oppfinner og fysiker Gresk. Din opprinnelige uttalelse presenteres nedenfor:
"Hvert legeme nedsenket i en væske i hvile gjennomgår, fra den delen av væsken, en vertikal kraft oppover, hvis intensitet er lik vekten av væsken som er forskjøvet av kroppen." |
Modulen til den flytende kraften kan beregnes ved å bruke følgende definisjon:
Drivkraften som utøves avhenger av volumet (V) av væske forskjøvet ved innsetting av en kropp, væsketetthet og lokal tyngdekraft.
Oppdriften som utøves av en væske Neidet vil avhengederfor av Vektavkropp eller din tetthet, men ja av tetthetavvæske, gir tyngdekraftenlokal Det er fra volumivæskefordrevet, som forresten er lik til volum av kroppsdelen som er nedsenket på væske.
Selv om oppdrift ikke bestemmes av kroppstetthet, er det mulig å vite om kroppen gjennom forholdet mellom kropp og væsketetthet. vil flyte, vil forbliibalansere eller vil senke seg. Se:
hvis kroppen er mertett at bunnen, vil den ha en tendens til å synke;
Hvis kroppen har en tetthet neste det av væsken, vil det ha en tendens til å forbli i balanse;
Hvis kroppen har tetthet mindre enn væskens tetthet, vil den ha en tendens til å svinge.
tilsynelatende vekt
Vekttilsynelatende er resultatet av krefter Vekt og oppdrift som virker på en kropp innebygd i en væske. Når du er nedsenket i væske, vil kroppen fremstå mer "Lys" enn det egentlig er. Dette er fordi den kraftige kraften virker på denne kroppen i retning vertikal, alltid peker tilopp.
O Vekttilsynelatende kan beregnes som følger:
PAP - tilsynelatende vekt (N)
P - kroppsvekt (N)
OG - trykk på kroppen (N)
Hydrostatiske formler
Sjekk nedenfor noen av hovedformlene som brukes i studien av hydrostatikk.
→ Grunnleggende prinsipp for hydrostatikk
Det grunnleggende prinsippet for hydrostatikk gjør det mulig å beregne trykkforskjellen mellom to punkter i forskjellige høyder i en ideell væske.
→ Tetthet
Tetthet måler mengden materie som er inneholdt i en væske eller et legeme per enhet med plass:
→ Pascals teori
Pascals setning indikerer at økningen i trykk som utøves på en likevektsvæske fordeles over den på en integrert og homogen måte:
→ Oppdrift
Oppdrift er den kraften som utøves av en væske som har blitt forskjøvet fra sin posisjon som et resultat av innsetting av et legeme. Oppdrift avhenger av volumet av fortrengt væske, lokal tyngdekraft og væsketetthet:
→ tilsynelatende vekt
Tilsynelatende vekt er den resulterende kraften på en kropp som helt eller delvis er satt inn i en væske:
Hydrostatiske øvelser
1. Bestem trykkforskjellen mellom to punkter som ligger 10 m og 20 m dype i en brakkvannssjø med en tetthet lik 1200 kg / m³.
adoptere:
g = 10 m / s²
Vedtak
For å beregne trykkforskjellen mellom de to punktene som er nevnt i øvelsen, vil vi bruke det grunnleggende prinsippet for hydrostatikk:
'
På denne måten vil vi ha følgende beregning:
Av meg. Rafael Helerbrock
