Гидростатика: зич, фишор, фишор ва формулаҳо

гидростатикӣ Ин як соҳаи физикаест, ки онро меомӯзад моеъ дар ҳолати истироҳат. Ин шоха мафҳумҳои гуногунро дар бар мегирад, аз қабили зич, фишор, ҳаҷм ва қувваи шинокунанда.

Гидростатика: мафҳумҳои асосӣ

Зичии

Зичӣ консентратсияи моддаро дар ҳаҷми додашуда муайян мекунад..

Дар мавриди зичии бадан ва моеъҳо мо:

  • Агар зичии љисм аз зичии моеъ камтар бошад, љисм дар сатњи моеъ шино мекунад;
  • Дар асл, зичии бадан ба зичии моеъ баробар аст, бадан бо моеъ дар мувозинат қарор дорад;
  • Агар зичии бадан аз зичии моеъ зиёд бошад, бадан ғарқ мешавад.

Барои ҳисоб кардани зичӣ формулаи зеринро истифода баред:

d = м / в

Дар куҷо:

d: зичии
m: омма
v: ҳаҷм

Дар системаи байналмилалӣ (IS):

  • Зичӣ бо грамм дар як сантиметри мукааб аст (г/см3), балки инчунин бо килограмм дар як метри мукааб (кг/м) ифода кардан мумкин аст3) ё бо грамм дар як миллилитр (г/мл);
  • Вазна бо килограмм (кг);
  • Ҳаҷм бо метри мукааб (м3)

Мушкилот

Фишор як мафҳуми муҳими гидростатикӣ аст ва дар ин соҳаи омӯзиш он номида мешавад фишори гидростатикӣ. Фишореро, ки моеъҳо ба ҳамдигар таъсир мерасонанд, муайян кунед.

Ҳамчун мисол, мо метавонем дар бораи фишоре, ки ҳангоми шиноварӣ эҳсос мекунем, фикр кунем. Аз ин рӯ, ҳар қадаре ки мо ба чуқуртар ғарқ шавем, фишори гидростатикӣ ҳамон қадар баланд мешавад.

Ин мафҳум бо зичии моеъ ва шитоб аз сабаби вазнинӣ зич алоқаманд аст. Бинобар ин, фишори гидростатикй бо формулаи зерин хисоб карда мешавад:

P = dh g

Дар куҷо

P: фишори гидростатикӣ
d: зичии моеъ
h: баландии моеъ дар зарф
g: шитоб аз сабаби вазнинӣ

Дар системаи байналмилалӣ (SI):

  • Фишори гидростатикӣ дар Паскал аст (Па), балки инчунин дар атмосфера (атм) ва миллиметри симоб (мм.ситб);
  • Зичии моеъ бо грамм дар як сантиметри мукааб (г/см) аст3);
  • Баландӣ бо метр (м);
  • Шитоби ҷозиба бо метр дар як сония (м/с) аст2)

Обн: Дар хотир доред, ки фишори гидростатикӣ аз шакли зарф вобаста нест. Он аз зичии моеъ, баландии сутуни моеъ ва вазнинии сайт вобаста аст.

Мавҷудият

Тела, ки онро қувваи барангезанда низ меноманд, қувваи гидростатикӣ аст, ки ба ҷисми дар моеъ ғарқшуда таъсир мерасонад. Аз ин рӯ, қувваи шинокунанда қувваи натиҷаест, ки моеъ ба ҷисми додашуда мерасонад.

Ҳамчун мисол, мо метавонем дар бораи ҷисми худ фикр кунем, ки ҳангоми дар об будан, хоҳ дар ҳавз ва хоҳ дар баҳр сабуктар менамояд.

Аҳамият диҳед, ки ин қуввае, ки моеъ ба бадан мерасонад, аллакай дар замонҳои қадим омӯхта шудааст.

математики юнонӣ Архимед Ӯст, ки таҷрибаи гидростатикиро анҷом дод, ки имкон дод, ки арзиши қувваи оббозӣ (вертикалӣ ва боло), ки ҷисмро дар дохили моеъ сабуктар мекунад, ҳисоб карда шавад. Дар хотир доред, ки он дар самти муқобили қувваи вазн амал мекунад.

Фаъолсозии қувваи тела ва вазн.

Хамин тавр, изхороти Теоремаи Архимед ё қонуни оббозӣ ин аст:

«Ҳар як ҷисме, ки дар моеъ ғарқ шудааст, ба боло тела медиҳад, ки ба вазни ҳаҷми моеъи ҷобаҷошуда баробар аст, аз ин рӯ ҷисмҳои зичтар аз об ғарқ мешаванд ва ҷисмҳои зиччи камтар шино мекунанд.«

Дар бораи қувваи баранда, мо метавонем чунин хулоса барорем:

  • Агар қувваи шинокунанда (Е) аз қувваи вазн (Р) зиёд бошад, ҷисм ба сатҳи баланд мебарояд;
  • Дарвоқеъ, қувваи тела (Е) ба шиддати қувваи вазн (Р) баробар аст, ҷисм ба боло ё поён намеравад, балки дар мувозинат мемонад;
  • Агар қувваи шинокунанда (E) аз қувваи вазн (P) камтар бошад, ҷисм ғарқ мешавад.

Дар хотир доред ќувваи барангезанда бузургии вектор аст, яъне самт, бузургї ва самт дорад.

Дар системаи байналмиллалӣ (SI), фишор (E) дар Нютон (N) дода мешавад ва бо формулаи зерин ҳисоб карда мешавад:

E = дf . В.fd . г

Дар куҷо

E: қувваи барангезанда
df: зичии моеъ
Vfd: ҳаҷми моеъ
g: шитоб аз сабаби вазнинӣ

Дар системаи байналмилалӣ (SI):

  • Зичии моеъ бо килограмм дар як метри мукааб (кг/м) аст3);
  • Ҳаҷми моеъ бо метри мукааб (м3);
  • Шитоби ҷозиба бо метр дар як сония (м/с) аст2)

тавозуни гидростатикӣ

Мувозинати гидростатикиро физик, математик ва файласуфи итолиёвӣ Галилео Галилей (1564-1642) ихтироъ кардааст.

Бар асоси Принсипи Архимед, ин асбоб барои чен кардани қувваи обкашӣ ба ҷисми дар моеъ ғарқшуда истифода мешавад.

Ман гуфтам, вазни ашёи ба моеъ ғарқшударо муайян кунед, ки дар навбати худ аз ҳаво сабуктар аст.

Қонуни асосии гидростатика

Теоремаи Стевин бо номи "Қонуни асосии гидростатика«. Ин назария робитаи тағирёбии ҳаҷми моеъ ва фишори гидростатикиро пешгӯӣ мекунад. Изҳороти ӯ ба таври зайл баён шудааст:

«Фарқи байни фишорҳои ду нуқтаи моеъи мувозинат (дар ҳолати оромӣ) ба ҳосили зичии моеъ, шитоби ҷозиба ва фарқи байни умқи нуқтаҳо баробар аст.. «

Теоремаи Стевин бо формулаи зерин ифода карда мешавад:

∆P = γ ∆ч o ∆P = dg ∆h

Дар куҷо

∆С: тағирёбии фишори гидростатикӣ
γ: вазни хоси моеъ
∆ч: дигаргунии баландии сутуни моеъ
d: зичии
g: шитоб аз сабаби вазнинӣ

Дар системаи байналмилалӣ (SI):

  • Тағйирёбии фишори гидростатикӣ дар Паскал (Па);
  • Вазни хоси моеъ дар Нютон дар як метри мукааб (Н/м) аст3);
  • Баландии сутуни моеъ бо метр (м);
  • Зичӣ бо килограмм дар як метри мукааб (кг/м3);
  • Шитоби ҷозиба бо метр дар як сония (м/с) аст2)

Гидростатикӣ ва гидродинамикӣ

Дар ҳоле ки гидростатика моеъҳоро дар ҳолати оромӣ меомӯзад, гидродинамика як бахши физика мебошад, ки ҳаракати ин моеъҳоро меомӯзад.

Машқҳои имтиҳони дохилшавӣ ба коллеҷ

1. (PUC-PR) Оббозӣ як падидаи хеле шинос аст. Мисол осонии нисбии он аст, ки шумо метавонед аз дохили ҳавзи шиноварӣ бархезед дар муқоиса бо кӯшиши аз об хестан, яъне ба ҳаво.

Мувофиқи принсипи Архимед, ки оббозиро муайян мекунад, изҳороти дурустро қайд кунед:

a) Ҳангоме ки ҷисм дар об шино мекунад, қувваи ба бадан қабулшуда аз вазни бадан камтар аст.
b) Принсипи Архимед танњо ба љисмњои дар моеъ ғарқшуда дахл дорад ва онро ба газњо татбиќ кардан мумкин нест.
c) Ҷисми пурра ё қисман дар моеъ ғарқшуда қувваи амудии болоро эҳсос мекунад, ки ба модули вазни моеъи ҷобаҷошуда баробар аст.
d) Агар ҷисм бо суръати доимӣ дар об ғарқ шавад, қобилияти шиноварӣ ба сифр баробар аст.
e) Ду чисми якхела, хангоми ба моеъхои зичашон гуногун гудохтан, баробар оббозй мекунанд.

2. (UERJ-RJ) Раф, ки шакли он чоркунҷаи росткунҷаест, дар кӯли оби ширин шино мекунад. Пояи корпуси он, ки андозааш 20 м дарози ва 5 м мебошад, ба сатхи озоди об параллел буда, дар масофаи муайян аз он сатх зери об мондааст. Фарз мекунем, ки ба раф 10 мошини вазнаш 1,200 кг вазнаш бор карда шудааст, то ки пояи корпус ба сатхи озоди об параллел бошад, вале дар масофаи d аз он сатх зери об монда бошад.

Агар зичии об 1.0 × 10 бошад3 кг / м3, тағирот (d - do) дар сантиметр аст: (g = 10m / с2)

a) 2
b) 6
c) 12
d) 24
e) 22

3. (UNIFOR-CE) Ду моеъи аз ҷиҳати кимиёвӣ ғайрифаъол, омехтанашаванда, А ва В, бо зичии dA = 2.80 г/см3 ва дБ = 1.60 г/см3мутаносибан дар як контейнер гузошта мешаванд. Донистани он, ки ҳаҷми моеъи А аз B ду маротиба зиёд аст, зичии омехта бо г/см3, меарзад:

a) 2.40
b) 2.30
c) 2.20
d) 2.10
e) 2.00