Гидростатика это раздел физики, изучающий характеристики жидкости в состоянии покоя. В частности, он устанавливает отношения с давление воздействуют на тела, погруженные в жидкости, такие как атмосферный воздух и вода.
Посмотритетакже:Важные концепции для изучения гидростатики
Что такое гидростатика?
THE Гидростатика - это область физики, изучающая свойства покоящихся жидкостей. Среди физических свойств жидкостей можно выделить самые важные: плотность,давление и сила плавучесть. Под жидкостью мы понимаем вещества, способные принимать форму своего сосуда, изменяя свою форму под действием некоторой внешней силы.
THE плотность является важным параметром, поскольку это свойство измеряет количество вещества, которое жидкость имеет в данном пространстве. Согласно Международной системе единиц (СИ) плотность жидкости измеряется в килограммынаметрокубический (кг / м³).
THE давлениегидростатический измеряет сила на единицу площади что покоящаяся жидкость способна воздействовать на поверхность. Чем больше глубина тела погружено в жидкость, тем большее давление на него оказывается. Единицей давления в СИ является
пасхальный (Па), что эквивалентно давлению 1 ньютон на квадратный метр (Н / м²).О плавучесть, в свою очередь, это сила, которую каждая жидкость оказывает на тела, погруженные в нее. Выталкивающая сила отвечает за вытеснение пузырьков газа из газированных напитков. Кроме того, он заставляет плавать по воде пробку, корабль или кубик льда. Выталкивающая сила описывается Теорема Архимеда, и ваша единица - это ньютон (N).
гидростатическое давление
THE давлениегидростатический давление, оказываемое столбом жидкости в состоянии покоя. Для расчета модуля гидростатического давления, оказываемого жидкостью, мы используем принципфундаментальныйдаетГидростатика:
Разница давлений между двумя точками в жидкости определяется произведением ее плотности, местного модуля силы тяжести и разницы высот между этими точками. |
Фундаментальный принцип гидростатики гласит, что чем глубже жидкость, тем большее давление она оказывает.
Мы можем перевести фундаментальный принцип гидродинамика в следующем уравнении:
ΔP - перепад давления (Па)
d - плотность жидкости (кг / м³)
ой - перепад высот между жидкостными точками (м)
Тщательный анализ представленного выше принципа позволяет сделать вывод, что:
Две точки, лежащие на такая же высота в жидкости они будут иметь одинаковое давление;
вся жидкость в остаток средств представляет собой свободную поверхность, расположенную в направлении горизонтальный;
Давление в жидкости увеличивается с увеличением глубина.
→ Теорема Паскаля и давление
В соответствии с Теорема Паскаля, каждое повышение давления по сравнению с идеальной жидкостью, то есть жидкостью несжимаемый, непрерывный а также безвязкость, он передается однородно по всему объему. Одно из применений принципа Паскаля - это работа гидравлических прессов и поршней.
F - приложенная сила (Н)
THE - площадь приложения силы (м²)
Гидростатика и плотность
THE плотность это одно из важнейших свойств жидкости. С его помощью можно определить количество вещества, составляющего жидкость в данном объеме. Определение плотности показано ниже:
d - плотность (кг / м³)
м - масса (кг)
V - объем (м³)
Плотность жидкости измеряется на основе плотности чистой воды, модуль упругости которой равен 1,0. килограммнаметрокубический. Есть несколько единиц плотности, обычно используемых при изучении гидростатики. Ознакомьтесь с некоторыми из них на рисунке ниже и воспользуйтесь возможностью, чтобы узнать, как при необходимости выполнять преобразование единиц измерения:
Эквивалентность основных единиц плотности.
Посмотритетакже: Различия между плотностью и удельной массой
Плавучесть и гидростатика
При введении в жидкость тело занимает часть пространства, которое ранее занимала сама жидкость. Таким образом, жидкость будет оказывать на этот объект направленную вверх силу, величина которой равна весу жидкости, которая была вытеснена из-за введения тела внутрь него.
Представленное выше определение было разработано АрхимедвСиракузы, важно математик, изобретатель а также физик Греческий. Ваше исходное заявление представлено ниже:
«Каждое тело, погруженное в покоящуюся жидкость, со стороны жидкости испытывает восходящую вертикальную силу, интенсивность которой равна весу жидкости, вытесняемой телом». |
Модуль подъемной силы можно рассчитать, используя следующее определение:
Прилагаемое усилие зависит от объема (V) жидкости, вытесняемой при вставке тела, плотности жидкости и местной силы тяжести.
Плавучесть, создаваемая жидкостью нетэто будет зависеть, следовательно, из Массаизтело или твой плотность, но да плотностьизжидкость, дает сила тяжестиместный Это из объемвжидкостьперемещенный что, кстати, равный к объем части тела что погружено на жидкость.
Хотя плавучесть не определяется плотностью тела, через соотношение между плотностями тела и жидкости, можно узнать, есть ли у тела будет плавать, останетсявостаток средств или же погрузится. Смотреть:
если тело болееплотный что дно, оно будет иметь тенденцию опускаться;
Если тело имеет плотность следующий что жидкости, она будет иметь тенденцию оставаться в равновесии;
Если тело имеет плотность меньше чем плотность жидкости, она будет колебаться.
кажущийся вес
Массаочевидный это результат сил Масса а также плавучесть которые действуют на тело, погруженное в жидкость. При погружении в жидкость тело будет казаться больше "Свет" чем есть на самом деле. Это потому, что подъемная сила действует на это тело в направлении вертикальный всегда указывая длявверх.
О Массаочевидный можно рассчитать следующим образом:
пAP - кажущаяся масса (Н)
п - масса тела (Н)
А ТАКЖЕ - тяга на корпус (Н)
Гидростатические формулы
Ознакомьтесь с некоторыми из основных формул, используемых при изучении гидростатики.
→ Фундаментальный принцип гидростатики
Фундаментальный принцип гидростатики позволяет рассчитать разницу давлений между двумя точками разной высоты в идеальной жидкости.
→ Плотность
Плотность измеряет количество вещества, содержащегося в жидкости или теле, на единицу занимаемого им пространства:
→ Теорема Паскаля
Теорема Паскаля указывает, что увеличение давления, оказываемого на равновесную жидкость, распределяется по ней целостным и однородным образом:
→ Плавучесть
Плавучесть - это сила, создаваемая жидкостью, которая сместилась из своего положения в результате введения тела. Плавучесть зависит от объема вытесняемой жидкости, местной силы тяжести и плотности жидкости:
→ кажущийся вес
Кажущийся вес - это сила, действующая на тело, полностью или частично погруженное в жидкость:
Гидростатические упражнения
1. Определите перепад давления между двумя точками, расположенными на глубине 10 м и 20 м в озере с солоноватой водой с плотностью 1200 кг / м³.
усыновить:
грамм = 10 м / с²
разрешение
Для расчета разницы давлений между двумя точками, упомянутыми в упражнении, мы будем использовать фундаментальный принцип гидростатики:
'
Таким образом, у нас будет следующий расчет:
Автор: Рафаэль Хелерброк