Хидростатика је област физике која проучава течности које мирују. Ова грана укључује неколико концепата као што су густина, притисак, запремина и узлазна сила.
Главни концепти хидростатике
Густина
Густина одређује концентрацију материје у датој запремини.
У погледу густине тела и течности имамо:
- Ако је густина тела мања од густине течности, тело ће плутати на површини течности;
- Ако је густина тела еквивалентна густини течности, тело ће бити у равнотежи са течношћу;
- Ако је густина тела већа од густине течности, тело ће потонути.
За израчунавање густине користи се следећа формула:
д = м / в
биће,
д: густина
м: тестенина
в: запремина
У међународном систему (СИ):
- густина је у грамима по кубном центиметру (г / цм3), али се може изразити и у килограмима по кубном метру (кг / м3) или у грамима по милилитру (г / мл);
- маса је у килограмима (Кг);
- запремина је у кубним метрима (м3).
Такође прочитајте о Густина и густина воде.
Притисак
Притисак је суштински концепт хидростатике и у овом подручју проучавања се назива хидростатички притисак. Одређује притисак који течности врше на друге.
Као пример можемо помислити на притисак који осећамо када пливамо. Дакле, што дубље зарањамо, то је већи хидростатички притисак.
Овај концепт је уско повезан са густином течности и убрзањем гравитације. Стога се хидростатички притисак израчунава помоћу следеће формуле:
П = д. Х. г
Где,
П.: хидростатички притисак
д: густина течности
Х.: висина течности у контејнеру
г: гравитационо убрзање
У међународном систему (СИ):
- хидростатички притисак је у Паскалу (Па), али се такође користе атмосфера (атм) и милиметар живе (ммХг);
- густина течности је у грамима по кубном центиметру (г / цм3);
- висина је у метрима (м);
- убрзање гравитације је у метрима у секунди на квадрат (м / сек2).
Белешка: Имајте на уму да хидростатички притисак не зависи од облика посуде. Зависи од густине течности, висине стуба течности и тежине локације.
Желите да знате више? Такође прочитајте о Атмосферски притисак.
Узгон
Потисак, који се назива и потисак, је а хидростатичка сила који делује на тело које је уроњено у течност. Дакле, узгонска сила је резултујућа сила коју течност врши на дато тело.
Као пример, можемо помислити на своје тело које се осећа лакше када смо у води, било у базену или на мору.
Имајте на уму да је та сила коју течност делује на тело проучавана већ у антици.
Грчки математичар Архимед био је тај који је извео хидростатички експеримент који му је омогућио да израчуна вредност узлазне силе (вертикалне и навише) која чини тело лакшим унутар течности. Имајте на уму да делује у супротном смеру од тежина снаге.
Активирање узлазне силе и силе тежине
Дакле, изјава Архимедова теорема или Закон узгона је:
“Свако тело уроњено у течност прима импулс одоздо према горе једнак тежини запремине течност померена, дакле, тела гушћа од воде тону, док она мање густа пловак”.
Што се тиче узлазне силе, можемо закључити да:
- Ако је сила узгона (Е) већа од силе тежине (П), тело ће се подићи на површину;
- Ако сила узгона (Е) има исти интензитет као сила тежине (П), тело се неће ни подизати ни спуштати, остајући у равнотежи;
- Ако је сила узгона (Е) мања од силе утега (П), тело ће потонути.
Запамтите да је полетна сила а Векторска величина, односно има смер, модул и значење.
У међународном систему (СИ) потисак (Е) је дат у Њутну (Н) и израчунат је према следећој формули:
Е = дф. В.фд. г
Где,
И: сила потиска
дф: густина течности
В.фд: запремина течности
г: гравитационо убрзање
У међународном систему (СИ):
- густина течности је у килограмима по кубном метру (кг / м3);
- запремина течности је у кубним метрима (м3);
- убрзање гравитације је у метрима у секунди на квадрат (м / сек2).
Прочитајте формула потиска.
Хидростатска скала
Хидростатичку равнотежу изумео је италијански физичар, математичар и филозоф Галилео Галилеи (1564-1642).
На бази Архимедов принцип, овај инструмент служи за мерење полетне силе која делује на тело уроњено у течност.
Односно, одређује тежину предмета уроњеног у течност, која је пак лакша него у ваздуху.
Хидростатска скала
Прочитајте такође: Паскалов принцип.
Основни закон хидростатике
О. Стевинова теорема је познат као „Основни закон хидростатике“. Ова теорија постулира однос варијације између запремине течности и хидростатичког притиска. Ваша изјава је изражена на следећи начин:
“Разлика између притисака две тачке течности у равнотежи (у мировању) једнака је производу између густине течности, убрзања гравитације и разлике између дубина бодова.”
Стевинова теорема представљена је следећом формулом:
∆П = γ ⋅ ох или ∆П = д. г. ох
Где,
∆П: варијација хидростатичког притиска
γ: специфична тежина течности
ох: варијација висине течног стуба
д: густина
г: гравитационо убрзање
У међународном систему (СИ):
- варијација хидростатичког притиска је у паскалу (Па);
- специфична тежина течности је у Њутнима по кубним метрима (Н / м3);
- варијација висине стуба течности је у метрима (м);
- густина је у килограмима по кубним метрима (кг / м3);
- убрзање гравитације је у метрима у секунди на квадрат (м / сек2).
Хидростатика и хидродинамика
Док хидростатика проучава течности у мировању, хидродинамика је грана физике која проучава кретање ових течности.
Вежбе пријемног испита са повратним информацијама
1. (ПУЦ-ПР) Узгон је врло познат феномен. Један пример је релативна лакоћа с којом можете устати из базена у поређењу са покушајем устајања ван воде, тј. У ваздуху.
Према Архимедовом принципу, који дефинише потисак, означите тачну тврдњу:
а) Када тело плута водом, узгон који тело прима мањи је од телесне тежине.
б) Архимедов принцип важи само за тела уроњена у течности и не може се применити на гасове.
ц) Тело потпуно или делимично уроњено у течност доживљава вертикалну силу нагоре једнаку у модулу тежини расељене течности.
г) Ако тело тоне у води константном брзином, узгон на њему је нула.
е) Два предмета исте запремине, када су уроњена у течности различите густине, трпе једнак потисак.
Алтернатива ц
2. (УЕРЈ-РЈ) Сплав, чији је облик правоугаони паралелепипед, плута слатководним језером. Основа њеног трупа, чије су димензије једнаке 20 м дужине и 5 м ширине, паралелна је са слободном површином воде и потопљена на удаљености од те површине. Претпоставимо да је сплав напуњен са 10 аутомобила, сваки тежак 1.200 кг, тако да основа трупа остаје паралелна са слободном површином воде, али потопљена на удаљености д од те површине.
Ако је густина воде 1,0 × 103 кг / м3, варијација (д - до), у центиметрима, је: (г = 10м / с2)
а) 2
б) 6
ц) 12
д) 24
е) 22
Алтернатива ц
3. (УНИФОР-ЦЕ) Две хемијски инертне течности које се не мешају, А и Б, густине дА = 2,80 г / цм3 и дБ = 1,60г / цм3, односно стављају се у исти контејнер. Знајући да је запремина течности А двоструко већа од запремине Б, густина смеше, у г / цм3, У РЕДУ:
а) 2.40
б) 2.30
ц) 2.20
д) 2.10
е) 2,00
Алтернатива
За више питања, са коментарисаном резолуцијом, такође погледајте: Хидростатске вежбе.
