Hidrostatik, aşağıdakileri inceleyen bir fizik alanıdır: dinlenme halindeki sıvılar. Bu dal, yoğunluk, basınç, hacim ve kaldırma kuvveti gibi çeşitli kavramları içerir.
Hidrostatiğin Temel Kavramları
Yoğunluk
Yoğunluk, belirli bir hacimdeki maddenin konsantrasyonunu belirler.
Vücut ve sıvının yoğunluğu ile ilgili olarak:
- Cismin yoğunluğu sıvının yoğunluğundan az ise, cisim sıvının yüzeyinde yüzer;
- Cismin yoğunluğu sıvının yoğunluğuna eşitse, vücut sıvı ile dengede olacaktır;
- Cismin yoğunluğu sıvının yoğunluğundan büyükse cisim batar.
Yoğunluğu hesaplamak için aşağıdaki formül kullanılır:
d = m/v
olmak,
d: yoğunluk
m: makarna
v: Ses
Uluslararası sistemde (SI):
- yoğunluk santimetreküp başına gram cinsindendir (g/cm3), ancak metreküp başına kilogram (kg/m2) olarak da ifade edilebilir.3) veya mililitre başına gram (g/ml);
- kütle kilogram (Kg) cinsindendir;
- hacim metreküp cinsindendir (m3).
Ayrıca hakkında okuyun Yoğunluk ve su yoğunluğu.
Basınç
Basınç, hidrostatik için temel bir kavramdır ve bu çalışma alanında buna denir. hidrostatik basınç. Sıvıların diğerlerine uyguladığı basıncı belirler.
Örneğin yüzerken hissettiğimiz baskıyı düşünebiliriz. Yani ne kadar derine dalarsak, hidrostatik basınç o kadar büyük olur.
Bu kavram, sıvı yoğunluğu ve yerçekimi ivmesi ile yakından ilgilidir. Bu nedenle, hidrostatik basınç aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:
P = d. H. g
Nerede,
P: hidrostatik basınç
d: sıvı yoğunluğu
H: kaptaki sıvının yüksekliği
g: yerçekimi ivmesi
Uluslararası Sistemde (SI):
- hidrostatik basınç Pascal (Pa) cinsindendir, ancak atmosfer (atm) ve cıva milimetresi (mmHg) de kullanılır;
- sıvının yoğunluğu santimetreküp başına gram cinsindendir (g/cm3);
- yükseklik metre (m) cinsindendir;
- yerçekimi ivmesi metre bölü saniye kare (m/sn) cinsindendir.2).
Not: Hidrostatik basıncın kabın şekline bağlı olmadığına dikkat edin. Sıvının yoğunluğuna, sıvının kolonunun yüksekliğine ve bulunduğu yerin yerçekimine bağlıdır.
Daha fazlasını öğrenmek ister misiniz? Ayrıca hakkında okuyun Atmosferik basınç.
yüzdürme
İtki olarak da adlandırılan itme, bir hidrostatik kuvvet sıvıya batırılmış bir cisme etki eder. Dolayısıyla kaldırma kuvveti, sıvının belirli bir cisme uyguladığı bileşke kuvvettir.
Örnek olarak, ister havuzda ister denizde olsun, sudayken hafifleyen vücudumuzu düşünebiliriz.
Sıvının vücuda uyguladığı bu kuvvetin antik çağda zaten incelenmiş olduğuna dikkat edin.
Yunan matematikçi Arşimet, bir sıvı içinde bir cismi daha hafif yapan kaldırma kuvvetinin (dikey ve yukarı) değerini hesaplamasına izin veren hidrostatik bir deney yapan kişiydi. tersi yönde hareket ettiğini unutmayın. güç ağırlığı.
Kaldırma kuvveti ve ağırlık kuvvetinin harekete geçirilmesi
Böylece, ifadenin Arşimet Teoremi veya Kaldırma Yasası:
“Bir sıvıya daldırılan her cisim, hacminin ağırlığına eşit bir aşağıdan yukarıya itme alır. sıvı yer değiştirir, bu nedenle, sudan daha yoğun olan cisimler batar, daha az yoğun olan ise yüzer”.
Kaldırma kuvveti ile ilgili olarak şunları söyleyebiliriz:
- Kaldırma kuvveti (E), ağırlık kuvvetinden (P) büyükse, cisim yüzeye çıkacaktır;
- Kaldırma kuvveti (E), ağırlık kuvveti (P) ile aynı yoğunluğa sahipse, vücut dengede kalarak ne yükselir ne de düşer;
- Kaldırma kuvveti (E) ağırlık kuvvetinden (P) küçükse cisim batar.
Kaldırma kuvvetinin bir olduğunu unutmayın. vektör büyüklüğüyani yönü, modülü ve yönü vardır.
Uluslararası Sistemde (SI), itme kuvveti (E), Newton (N) cinsinden verilir ve aşağıdaki formülle hesaplanır:
E = df. Vfd. g
Nerede,
VE: kaldırma kuvveti
df: sıvı yoğunluğu
Vfd: sıvı hacmi
g: yerçekimi ivmesi
Uluslararası Sistemde (SI):
- sıvı yoğunluğu, metreküp başına kilogram cinsindendir (kg/m3);
- sıvı hacmi metreküp cinsindendir (m3);
- yerçekimi ivmesi metre bölü saniye kare (m/sn) cinsindendir.2).
Okumak itme formülü.
hidrostatik Ölçek
Hidrostatik denge, İtalyan fizikçi, matematikçi ve filozof Galileo Galilei (1564-1642) tarafından icat edildi.
Dayalı Arşimet PrensibiBu alet, bir sıvıya batırılmış bir cisme uygulanan kaldırma kuvvetini ölçmeye yarar.
Yani, havadan daha hafif olan bir sıvıya batırılmış bir cismin ağırlığını belirler.
hidrostatik Ölçek
Siz de okuyun: Pascal Prensibi.
Hidrostatiğin Temel Yasası
Ö Stevin Teoremi “Hidrostatiğin Temel Yasası” olarak bilinir. Bu teori, sıvıların hacimleri ile hidrostatik basınç arasındaki değişim ilişkisini varsayar. Açıklaması şu şekilde ifade ediliyor:
“Dengedeki (duran) bir akışkanın iki noktasının basınçları arasındaki fark, ürüne eşittir. sıvının yoğunluğu, yerçekimi ivmesi ve sıvının derinlikleri arasındaki fark arasında puan.”
Stevin Teoremi aşağıdaki formülle temsil edilir:
∆P = y ⋅ oh veya ∆P = d. g. oh
Nerede,
∆P: hidrostatik basınç değişimi
γ: sıvının özgül ağırlığı
oh: sıvı kolon yükseklik değişimi
d: yoğunluk
g: yerçekimi ivmesi
Uluslararası Sistemde (SI):
- hidrostatik basıncın değişimi Pascal (Pa) cinsindendir;
- sıvının özgül ağırlığı metreküp başına Newton cinsindendir (N/m3);
- sıvı sütununun yüksekliğindeki değişiklik metre (m) cinsindendir;
- yoğunluk, metreküp başına kilogram cinsindendir (kg/m3);
- yerçekimi ivmesi metre bölü saniye kare (m/sn) cinsindendir.2).
Hidrostatik ve Hidrodinamik
Hidrostatik durgun sıvıları incelerken, hidrodinamik bu sıvıların hareketini inceleyen fizik dalıdır.
Geri Bildirimli Giriş Sınavı Alıştırmaları
1. (PUC-PR) Yüzdürme çok tanıdık bir olgudur. Bir örnek, sudan, yani havada kalkmaya çalışmakla karşılaştırıldığında, bir havuzun içinden kalkmanın göreli kolaylığıdır.
İtmeyi tanımlayan Arşimet ilkesine göre, doğru önermeyi işaretleyin:
a) Cisim su üzerinde yüzerken cismin aldığı kaldırma kuvveti cismin ağırlığından azdır.
b) Arşimet ilkesi sadece sıvılara daldırılmış cisimler için geçerlidir ve gazlara uygulanamaz.
c) Bir sıvıya tamamen veya kısmen daldırılmış bir cisim, modülde yer değiştiren sıvının ağırlığına eşit bir yukarı doğru dikey kuvvete maruz kalır.
d) Bir cisim suda sabit hızla batıyorsa üzerindeki kaldırma kuvveti sıfırdır.
e) Aynı hacme sahip iki cisim, farklı yoğunluktaki sıvılara daldırıldığında eşit itme kuvvetine maruz kalır.
alternatif c
2. (UERJ-RJ) Şekli dikdörtgen paralel yüzlü bir sal, bir tatlı su gölü üzerinde yüzüyor. Boyutları 20 m uzunluğunda ve 5 m genişliğinde olan gövdesinin tabanı, suyun serbest yüzeyine paralel ve o yüzeyden belli bir mesafede batıktır. Salın, her biri 1.200 kg ağırlığındaki 10 otomobille yüklendiğini, böylece gövdenin tabanının suyun serbest yüzeyine paralel kalacağını, ancak bu yüzeyden d uzaklıkta suya battığını varsayalım.
Suyun yoğunluğu 1.0 × 10 ise3 kg/m3, varyasyon (d – do), santimetre cinsinden: (g=10m/sn)2)
a) 2
b) 6
c) 12
d) 24
e) 22
alternatif c
3. (UNIFOR-CE) İki sıvı, A ve B, kimyasal olarak inert ve birbirleriyle karışmaz, yoğunlukları dA=2,80g/cm3 ve dB=1.60g/cm3, sırasıyla aynı konteynere yerleştirilir. A sıvısının hacminin, karışımın yoğunluğunun g/cm cinsinden B'ninkinin iki katı olduğunu bilmek3, TAMAM MI:
a) 2.40
b) 2.30
c) 2.20
d) 2.10
e) 2.00
alternatif
Yorumlu çözünürlükle daha fazla soru için ayrıca bkz.: Hidrostatik Egzersizler.
