Hydrostatik är en gren av fysik som studerar egenskaperna hos vätskor i vila. I synnerhet etablerar den relationer med tryck utövas på kroppar nedsänkta i vätskor som atmosfärisk luft och vatten.
Seockså:Viktiga begrepp för studier av hydrostatik
Vad är hydrostatik?
DE Hydrostatik är ett område inom fysik som studerar vätskans egenskaper i vila. Bland de fysiska egenskaperna hos vätskor kan vi lyfta fram de viktigaste: densitet,tryck och styrka av bärighet. Vi förstår som vätskor ämnen som kan anta formen på deras behållare, ändra form under påverkan av någon yttre kraft.
DE densitet är en viktig parameter, eftersom denna egenskap mäter mängden materia en vätska har i ett givet utrymme. Enligt det internationella systemet för enheter (SI) mäts vätskans densitet i kgpertunnelbanakubisk (kg / m³).
DE tryckhydrostatisk mäter kraft per ytenhet att en vätska i vila kan utöva mot en yta. Ju större djupet hos en kropp nedsänkt i en vätska desto större tryck utövas på den. Tryckenheten i SI är påsk- (Pa), vilket motsvarar trycket på 1 newton per kvadratmeter (N / m²).
O bärighet, i sin tur är det den kraft som varje vätska utövar på kropparna nedsänkta i den. Den flytande kraften är ansvarig för att utvisa gasbubblor från kolsyrade drycker. Dessutom får den en kork, ett fartyg eller en isbit att flyta på vattnet. Den flytande kraften beskrivs av Archimedes sats, och din enhet är Newton (N).
hydrostatiskt tryck
DE tryckhydrostatisk är trycket som utövas av en vätskekolonn i vila. För att beräkna modulen för det hydrostatiska trycket som utövas av en vätska använder vi principgrundläggandegerHydrostatik:
Tryckskillnaden mellan två punkter i en vätska bestäms av produkten av dess densitet, den lokala tyngdkraftsmodulen och höjdskillnaden mellan dessa punkter. |
Den grundläggande principen för hydrostatik säger att ju större vätskedjupet är desto mer tryck kommer det att utövas.
Vi kan översätta den grundläggande principen för hydrodynamik i följande ekvation:
AP - tryckdifferens (Pa)
d - vätskedensitet (kg / m³)
åh - höjdskillnad mellan vätskepunkter (m)
En noggrann analys av principen som presenteras ovan gör att vi kan dra slutsatsen att:
Två punkter som ligger vid samma höjd i en vätska kommer de att ha samma tryck;
allt flytande in balans presenterar sin fria yta anordnad i riktningen horisontell;
Trycket i en vätska ökar med dess djup.
→ Pascals sats och tryck
Enligt Pascals sats, varje tryck ökar över en ideal vätska, det vill säga en vätska ej komprimerbar, kontinuerlig och utanviskositet, den överförs homogent genom hela dess volym. En av tillämpningarna av Pascals princip är drift av hydrauliska pressar och kolvar.
F - applicerad kraft (N)
DE - kraftområde (m²)
Hydrostatik och densitet
DE densitet det är en av de viktigaste egenskaperna hos en vätska. Genom det är det möjligt att bestämma mängden materia som utgör en vätska i en given volym. Densitetsdefinitionen visas nedan:
d - densitet (kg / m³)
m - massa (kg)
V - volym (m³)
Densiteten hos en vätska mäts baserat på densiteten för rent vatten, vars modul är 1,0 kilogrampertunnelbanakubisk. Det finns flera densitetsenheter som ofta används i studien av hydrostatik. Kolla in några av dem i figuren nedan och ta tillfället i akt att lära dig hur du utför enhetsomvandlingar vid behov:
Likvärdighet mellan huvuddensitetsenheterna.
Seockså: Skillnader mellan densitet och specifik massa
Flytförmåga och hydrostatik
När den sätts in i en vätska upptar en kropp en del av det utrymme som tidigare upptagits av själva vätskan. Således kommer vätskan att på detta föremål utöva en kraft riktad uppåt med en storlek lika med vikten av vätskan som förskjutits på grund av införandet av kroppen inuti den.
Definitionen som presenterats ovan utvecklades av ArchimedesiSyracuse, en viktig matematiker, uppfinnare och fysiker Grekisk. Ditt ursprungliga uttalande presenteras nedan:
"Varje kropp nedsänkt i en vätska i vila genomgår, från vätskans del, en vertikal kraft uppåt, vars intensitet är lika med vikten av vätskan som förskjutits av kroppen." |
Den flytande kraftens modul kan beräknas med följande definition:
Trycket som utövas beror på volymen (V) av vätska som förskjuts genom införande av en kropp, vätskedensitet och lokal tyngdkraft.
Flytförmågan som utövas av en vätska Nejdet beror pådärför av Viktavkropp eller din densitet, men ja av densitetavvätska, ger allvarlokal Det är från volymivätskafördrivna, vilket förresten är likvärdig till volym av kroppsdelen som är nedsänkt vid vätska.
Även om flytkraften inte bestäms av kroppens densitet, är det möjligt att veta om kroppen genom förhållandet mellan kropp och vätsketäthet kommer att flyta, kommer att förbliibalans eller kommer att sjunka ner. Kolla på:
om kroppen är Mertät att botten, kommer det att sjunka;
Om kroppen har en densitet Nästa vätskans, kommer den att vara i balans;
Om kroppen har densitet mindre än vätskans densitet, tenderar den att fluktuera.
uppenbar vikt
Viktskenbar är resultatet av krafter Vikt och bärighet som verkar på en kropp inbäddad i en vätska. När den är nedsänkt i vätska kommer kroppen att se mer ut "Ljus" än det egentligen är. Detta beror på att den flytande kraften verkar på denna kropp i riktning vertikal, alltid pekar förupp.
O Viktskenbar kan beräknas enligt följande:
PAP - skenbar vikt (N)
P - kroppsvikt (N)
OCH - tryck på kroppen (N)
Hydrostatiska formler
Kolla nedan några av huvudformlerna som används i studien av hydrostatik.
→ Grundläggande princip för hydrostatik
Den grundläggande principen för hydrostatik gör det möjligt att beräkna tryckskillnaden mellan två punkter i olika höjder inom en ideal vätska.
→ Densitet
Densitet mäter mängden materia som finns i en vätska eller en kropp per enhet som ryms av den:
→ Pascals sats
Pascals sats indikerar att ökningen av trycket som utövas på en jämviktsvätska fördelas över det på ett integrerat och homogent sätt:
→ Bärighet
Flytförmåga är den kraft som utövas av en vätska som har förskjutits från sin position som ett resultat av införandet av en kropp. Flytförmågan beror på volymen av förskjuten vätska, lokal tyngdkraft och vätskedensitet:
→ uppenbar vikt
Tydlig vikt är den resulterande kraften på en kropp som helt eller delvis införs i en vätska:
Hydrostatiska övningar
1. Bestäm tryckskillnaden mellan två punkter som ligger 10 m och 20 m djupa i en brakvattensjö med en densitet lika med 1200 kg / m³.
anta:
g = 10 m / s²
Upplösning
För att beräkna tryckskillnaden mellan de två punkter som nämns i övningen kommer vi att använda den grundläggande principen för hydrostatik:
'
På detta sätt kommer vi att ha följande beräkning:
Av mig Rafael Helerbrock