نیروهای وارد بر فیلم لاستیکی هستند

از هر دو طرف یکسان هستند

ما اغلب با رگ های ارتباطی مواجه می شویم. به عنوان مثال، می تواند یک قوری، قوری آبخوری یا قهوه جوش باشد.

سطوح یک مایع همگن در یک سطح در ظروف ارتباطی با هر شکلی نصب می شوند.

مایعات با چگالی های مختلف.

اما S·h = V که V حجم متوازی الاضلاع است و ρ f ·V = m f جرم مایع در حجم متوازی الاضلاع است. از این رو،

F out = g m w = P w،

یعنی نیروی شناور برابر با وزن مایع در حجم جسم غوطه ور در آن است(نیروی شناوری برابر با وزن مایعی است که حجمی معادل حجم جسم غوطه ور در آن دارد).

وجود نیرویی که جسم را از یک مایع به بیرون رانده می‌کند به راحتی قابل تشخیص است.

در تصویر الفبدنه ای را نشان می دهد که از فنر آویزان شده است و در انتهای آن یک نشانگر پیکان قرار دارد. فلش کشش فنر روی سه پایه را نشان می دهد. هنگامی که بدن در آب رها می شود، چشمه منقبض می شود (شکل 1). ب). همین انقباض فنر حاصل می شود اگر از پایین به بالا با مقداری نیرو روی بدن عمل کنید، مثلاً با دست فشار دهید (بالابر).

بنابراین، تجربه این را تأیید می کند یک جسم در یک مایع توسط نیرویی که جسم را از مایع بیرون می راند، وارد می شود.

همانطور که می دانیم قانون پاسکال در مورد گازها نیز صدق می کند. به همین دلیل است اجسام در گاز در معرض نیرویی هستند که آنها را از گاز خارج می کند. تحت تأثیر این نیرو بادکنک ها به سمت بالا بالا می روند. وجود نیرویی که جسمی را از گاز بیرون می راند، به صورت تجربی نیز قابل مشاهده است.

یک گلوله شیشه ای یا یک فلاسک بزرگ را که با یک درپوش بسته شده است از تابه مقیاس کوتاه آویزان می کنیم. ترازو متعادل است. سپس یک ظرف پهن در زیر فلاسک (یا توپ) قرار داده می شود تا کل فلاسک را احاطه کند. ظرف پر از دی اکسید کربن است که چگالی آن بیشتر از چگالی هوا است (بنابراین دی اکسید کربنمی افتد و ظرف را پر می کند و هوا را از آن جابجا می کند). در این صورت تعادل ترازو به هم می خورد. فنجان با فلاسک معلق به سمت بالا بالا می رود (شکل). یک فلاسک غوطه ور در دی اکسید کربن نیروی شناوری بیشتری نسبت به نیرویی که در هوا بر آن وارد می کند، تجربه می کند.

نیرویی که جسم را از یک مایع یا گاز به بیرون رانده می کند بر خلاف نیروی گرانش اعمال شده به این جسم است..

بنابراین، prolkosmos). دقیقاً به همین دلیل است که در آب گاهی اوقات اجسامی را که به سختی در هوا نگه می داریم بلند می کنیم.

یک سطل کوچک و یک بدنه استوانه ای از فنر آویزان شده است (شکل، a). یک فلش روی سه پایه طول چشمه را مشخص می کند. وزن بدن را در هوا نشان می دهد. پس از بلند کردن بدن، یک ظرف ریخته گری پر از مایع تا سطح لوله ریخته گری در زیر آن قرار می گیرد. پس از آن بدن به طور کامل در مایع غوطه ور می شود (شکل، ب). در عین حال قسمتی از مایع که حجم آن برابر با حجم بدن است بیرون ریخته می شوداز ظرف ریختن داخل لیوان. فنر منقبض می شود و نشانگر فنر بالا می رود که نشان دهنده کاهش وزن بدن در مایع است. در این حالت علاوه بر نیروی جاذبه، نیروی دیگری بر جسم وارد می شود و آن را از مایع خارج می کند. اگر مایعی از یک لیوان در سطل بالایی (یعنی مایعی که توسط بدنه جابجا شده است) ریخته شود، نشانگر فنری به موقعیت اولیه خود باز می گردد (شکل، ج).

بر اساس این تجربه می توان نتیجه گرفت که نیروی بیرون راندن جسمی که کاملاً در مایع غوطه ور شده است برابر با وزن مایع در حجم این جسم است. . ما همین نتیجه را در § 48 دریافت کردیم.

اگر آزمایش مشابهی با جسم غوطه ور در مقداری گاز انجام می شد، این را نشان می داد نیرویی که جسم را از گاز خارج می کند نیز برابر با وزن گاز گرفته شده در حجم جسم است .

نیرویی که جسم را از مایع یا گاز بیرون می راند نامیده می شود نیروی ارشمیدسی، به افتخار دانشمند ارشمیدس ، که ابتدا به وجود آن اشاره کرد و ارزش آن را محاسبه کرد.

بنابراین، تجربه تأیید کرده است که نیروی ارشمیدسی (یا شناور) برابر با وزن مایع در حجم بدن است، یعنی. اف A = پ f = گرم مترو جرم مایع mf جابجا شده توسط یک جسم را می توان از طریق چگالی ρf و حجم بدن Vt غوطه ور در مایع بیان کرد (از آنجایی که Vf - حجم مایع جابجا شده توسط بدن برابر است با Vt - حجم جسم غوطه ور شده در مایع)، یعنی m f = ρ f · V t.

اف A= g·ρو · Vتی

در نتیجه، نیروی ارشمیدسی به چگالی مایعی که جسم در آن غوطه ور است و به حجم این جسم بستگی دارد. اما به عنوان مثال، به چگالی ماده غوطه ور در مایع بستگی ندارد، زیرا این مقدار در فرمول حاصل گنجانده نشده است.

اکنون وزن جسم غوطه ور در مایع (یا گاز) را تعیین می کنیم. از آنجایی که دو نیروی وارد بر جسم در این حالت در جهت مخالف هستند (نیروی گرانش به سمت پایین و نیروی ارشمیدسی به سمت بالا است)، بنابراین وزن جسم در مایع P 1 خواهد بود. وزن کمتراجسام در خلاء P = گرمبر نیروی ارشمیدسی اف A = گرم متر w (کجا متر g - جرم مایع یا گاز جابجا شده توسط بدن).

بنابراین، اگر جسمی در مایع یا گاز غوطه ور شود، به همان اندازه وزن مایع یا گازی که جابجا شده است از دست می دهد..

مثال. نیروی شناوری وارد بر سنگی با حجم 1.6 متر مکعب در آب دریا را تعیین کنید.

بیایید شرایط مشکل را بنویسیم و آن را حل کنیم.

هنگامی که جسم شناور به سطح مایع می رسد، با حرکت بیشتر به سمت بالا، نیروی ارشمیدسی کاهش می یابد. چرا؟ اما چون حجم قسمتی از بدن که در مایع غوطه ور است کاهش می یابد و نیروی ارشمیدسی برابر وزن مایع در حجم قسمت غوطه ور در آن است.

هنگامی که نیروی ارشمیدسی برابر با نیروی گرانش شود، جسم می ایستد و روی سطح مایع شناور می شود و تا حدی در آن غوطه ور می شود.

نتیجه گیری به دست آمده را می توان به راحتی به صورت تجربی تأیید کرد.

آب را در ظرف زهکشی تا سطح لوله زهکشی بریزید. پس از این، بدن شناور را که قبلاً در هوا وزن کرده بودیم، در ظرف فرو می کنیم. پس از فرود در آب، یک جسم حجمی از آب را به اندازه حجم بخشی از بدن که در آن غوطه ور شده است، جابه جا می کند. با وزن کردن این آب، متوجه می شویم که وزن آن (نیروی ارشمیدسی) برابر با نیروی گرانش وارد بر جسم شناور یا وزن این جسم در هوا است.

با انجام آزمایش های مشابه با هر جسم دیگری که در مایعات مختلف شناور است - آب، الکل، محلول نمک، می توانید مطمئن باشید که اگر جسمی در مایعی شناور باشد، وزن مایع جابجا شده توسط آن برابر با وزن این جسم در هوا است..

اثبات آن آسان است اگر چگالی یک جامد جامد از چگالی یک مایع بیشتر باشد، بدن در چنین مایعی فرو می‌رود. جسمی با چگالی کمتر در این مایع شناور است. مثلاً یک تکه آهن در آب غرق می شود اما در جیوه شناور است. جسمی که چگالی آن برابر با چگالی مایع است در داخل مایع در حالت تعادل باقی می ماند.

یخ روی سطح آب شناور است زیرا چگالی آن کمتر از چگالی آب است.

هرچه چگالی بدن در مقایسه با چگالی مایع کمتر باشد، قسمت کمتری از بدن در مایع غوطه ور می شود. .

در چگالی برابر جسم و مایع، بدن در هر عمقی در داخل مایع شناور می شود.

دو مایع غیر قابل امتزاج، به عنوان مثال آب و نفت سفید، در یک ظرف مطابق با چگالی آنها قرار دارند: در قسمت پایین ظرف - آب متراکم تر (ρ = 1000 کیلوگرم بر متر مکعب)، در بالا - نفت سفید سبک تر (ρ = 800 کیلوگرم). /m3).

میانگین چگالی موجودات زنده ساکن در محیط آبی با چگالی آب کمی متفاوت است، بنابراین وزن آنها تقریباً به طور کامل توسط نیروی ارشمیدسی متعادل می شود. با تشکر از این، حیوانات آبزی به اسکلت های قوی و عظیم مانند اسکلت های زمینی نیاز ندارند. به همین دلیل، تنه گیاهان آبزی کشسان است.

مثانه شنای ماهی به راحتی حجم خود را تغییر می دهد. وقتی ماهی از ماهیچه هایش برای پایین آوردن خود استفاده می کند عمق بیشترو فشار آب روی آن افزایش می یابد، حباب منقبض می شود، حجم بدن ماهی کاهش می یابد و به بالا رانده نمی شود، بلکه در اعماق شناور می شود. بنابراین، ماهی می تواند عمق شیرجه خود را در محدوده خاصی تنظیم کند. نهنگ ها با کاهش و افزایش ظرفیت ریه، عمق شیرجه خود را تنظیم می کنند.

دریانوردی کشتی ها.

کشتی‌هایی که روی رودخانه‌ها، دریاچه‌ها، دریاها و اقیانوس‌ها حرکت می‌کنند از آن ساخته شده‌اند مواد مختلفبا چگالی های مختلف. بدنه کشتی ها معمولا از ورق های فولادی. همه بست های داخلیکه به کشتی ها استحکام می بخشد، از فلزات نیز ساخته شده اند. برای ساخت کشتی استفاده می شود مواد مختلف، دارای چگالی بیشتر و کمتر در مقایسه با آب است.

کشتی ها چگونه شناور می شوند، سوار می شوند و محموله های بزرگ را حمل می کنند؟

آزمایشی با جسم شناور (§ 50) نشان داد که بدن آنقدر آب را با قسمت زیر آب خود جابه جا می کند که وزن این آب برابر با وزن بدن در هوا است. این برای هر کشتی نیز صادق است.

وزن آب جابجا شده توسط قسمت زیر آبی کشتی برابر با وزن کشتی با محموله در هوا یا نیروی گرانش وارد بر کشتی همراه با محموله است..

به عمقی که کشتی در آب غوطه ور می شود گفته می شود پیش نویس . حداکثر پیش نویس مجاز روی بدنه کشتی با خط قرمزی به نام مشخص شده است خط آب (از هلندی. آب- آب).

وزن آب جابجا شده توسط یک کشتی هنگام غوطه ور شدن در خط آب، برابر با نیروی گرانش وارد بر کشتی بارگیری شده، جابجایی کشتی نامیده می شود..

در حال حاضر کشتی هایی با جابجایی 5000000 کیلونیوتن (5 × 106 کیلو نیوتن) یا بیشتر برای حمل و نقل نفت ساخته می شوند، یعنی دارای جرم 500000 تن (5 × 105 تن) یا بیشتر همراه با محموله.

اگر وزن خود کشتی را از جابجایی کم کنیم، ظرفیت حمل این کشتی را بدست می آوریم. ظرفیت حمل وزن محموله حمل شده توسط کشتی را نشان می دهد.

کشتی سازی در آن زمان وجود داشت مصر باستان، در فنیقیه (اعتقاد بر این است که فنیقی ها یکی از بهترین کشتی سازان بودند)، چین باستان.

در روسیه، کشتی سازی در اواخر قرن 17 و 18 آغاز شد. بیشتر کشتی‌های جنگی ساخته می‌شدند، اما در روسیه بود که اولین یخ‌شکن و کشتی‌های دارای موتور ساخته شد. احتراق داخلی، یخ شکن هسته ای "آرکتیکا".

هوانوردی.

نقاشی توصیف بالون برادران مونتگولفیر از سال 1783: "مشاهده و ابعاد دقیق بالون کره زمین"اولین نفر کی بود." 1786

از زمان های قدیم، مردم آرزوی فرصتی برای پرواز بر فراز ابرها، شنا کردن در اقیانوس هوا، همانطور که در دریا شنا می کردند، داشتند. برای هوانوردی

در ابتدا از بادکنک هایی استفاده کردند که با هوای گرم، هیدروژن یا هلیوم پر شده بودند.

برای اینکه یک بالون به هوا برود، لازم است که نیروی ارشمیدسی (شناوری) افیک عمل روی توپ بیشتر از نیروی گرانش بود افسنگین، یعنی افالف > افسنگین

با بالا رفتن توپ به سمت بالا، نیروی ارشمیدسی وارد بر آن کاهش می یابد. اف A = gρV) از چگالی لایه های بالاییجو کمتر از سطح زمین است. برای بلندتر شدن، یک بالاست (وزن) مخصوص از توپ انداخته می شود و این باعث سبک شدن توپ می شود. در نهایت توپ به حداکثر ارتفاع خود می رسد. برای رها کردن توپ از پوسته آن، بخشی از گاز با استفاده از دریچه مخصوص آزاد می شود.

در جهت افقی بالون فقط تحت تاثیر باد حرکت می کند و به همین دلیل به آن می گویند بالون (از یونانی هوا- هوا، stato- ایستاده). چندی پیش، بالن های بزرگ برای مطالعه لایه های بالایی جو و استراتوسفر استفاده شد - بالن های استراتوسفری .

قبل از اینکه یاد بگیریم چطور بسازیم هواپیماهای بزرگبرای حمل و نقل هوایی مسافر و بار از بالون های کنترل شده استفاده شد - کشتی های هوایی. آنها شکلی کشیده دارند که یک گوندولا با موتور در زیر بدنه آویزان است که پروانه را به حرکت در می آورد.

بالون نه تنها خود به خود بلند می شود، بلکه می تواند مقداری محموله را نیز بلند کند: کابین، افراد، ابزار. بنابراین، برای اینکه بفهمیم یک بالن چه نوع باری را می تواند بلند کند، باید آن را تعیین کرد بالابر.

به عنوان مثال اجازه دهید یک بالن با حجم 40 متر مکعب پر از هلیوم به هوا پرتاب شود. جرم هلیوم که پوسته توپ را پر می کند برابر با:
m Ge = ρ Ge V = 0.1890 kg/m 3 40 m 3 = 7.2 کیلوگرم،
و وزن آن:
P Ge = g m Ge; P Ge = 9.8 نیوتن بر کیلوگرم · 7.2 کیلوگرم = 71 نیوتن.
نیروی شناور (ارشمیدس) وارد بر این توپ در هوا برابر با وزن هوایی با حجم 40 متر مکعب است، یعنی.
F A = ​​g·ρ هوا V; F A = ​​9.8 نیوتن بر کیلوگرم · 1.3 کیلوگرم بر متر مکعب · 40 متر مکعب = 520 نیوتن.

این بدان معناست که این توپ می تواند باری به وزن 520 نیوتن - 71 نیوتن = 449 نیوتن را بلند کند. این نیروی بالابرنده آن است.

یک بالون با همان حجم، اما پر از هیدروژن، می تواند بار 479 نیوتن را بلند کند. این بدان معنی است که نیروی بالابرنده آن بیشتر از بالن پر از هلیوم است. اما هلیوم هنوز بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا نمی سوزد و بنابراین ایمن تر است. هیدروژن یک گاز قابل اشتعال است.

بلند کردن و پایین آوردن یک توپ پر از هوای گرم بسیار ساده تر است. برای انجام این کار، یک مشعل در زیر سوراخ واقع در قسمت پایین توپ قرار دارد. با کمک مشعل گازشما می توانید دمای هوای داخل توپ و در نتیجه چگالی و نیروی شناور آن را تنظیم کنید. برای بلندتر شدن توپ کافی است با افزایش شعله مشعل هوای داخل آن را با شدت بیشتری گرم کنید. با کاهش شعله مشعل، دمای هوا در توپ کاهش می یابد و توپ پایین می آید.

شما می توانید دمای توپ را انتخاب کنید که در آن وزن توپ و کابین برابر با نیروی شناور باشد. سپس توپ در هوا آویزان می شود و مشاهده از آن آسان خواهد بود.

با توسعه علم، تغییرات قابل توجهی در فناوری هوانوردی رخ داد. استفاده از پوسته های جدید برای بالن ها امکان پذیر شد که بادوام، مقاوم در برابر یخ زدگی و سبک وزن شدند.

پیشرفت در زمینه مهندسی رادیو، الکترونیک و اتوماسیون امکان طراحی بالن های بدون سرنشین را فراهم کرده است. از این بالون ها برای مطالعه جریان های هوا، برای تحقیقات جغرافیایی و زیست پزشکی در لایه های پایینی جو استفاده می شود.

>>نیروی فشار و فشار

ارسال شده توسط خوانندگان از سایت های اینترنتی

مجموعه یادداشت های درس فیزیک، چکیده موضوعات از برنامه درسی مدرسه. تقویم برنامه ریزی موضوعی, فیزیک هفتم آنلاین, کتاب و کتاب درسی فیزیک. دانش آموز برای درس آماده می شود.

سیلندر مهر و موم شده پر از هوا را تصور کنید که در بالای آن یک پیستون نصب شده است. اگر شروع به فشار دادن پیستون کنید، حجم هوای سیلندر شروع به کاهش می کند، مولکول های هوا شروع به برخورد با یکدیگر و با پیستون شدیدتر و بیشتر می کنند و فشار هوای فشرده روی پیستون افزایش می یابد. .

اگر اکنون پیستون به شدت آزاد شود، هوای فشرده آن را به شدت به سمت بالا هل می دهد. این اتفاق می افتد زیرا با یک مساحت ثابت پیستون، نیروی وارد بر پیستون از هوای فشرده افزایش می یابد. مساحت پیستون بدون تغییر باقی ماند، اما نیروی اعمال شده توسط مولکول های گاز افزایش یافت و فشار نیز بر این اساس افزایش یافت.

یا مثال دیگری. مردی روی زمین می ایستد، با هر دو پا می ایستد. در این وضعیت فرد راحت است و هیچ گونه ناراحتی را تجربه نمی کند. اما اگر این فرد تصمیم بگیرد روی یک پا بایستد چه اتفاقی می افتد؟ او یکی از پاهای خود را از ناحیه زانو خم می کند و اکنون تنها با یک پا روی زمین قرار می گیرد. در این وضعیت، فرد احساس ناراحتی خاصی خواهد کرد، زیرا فشار روی پا تقریباً 2 برابر افزایش یافته است. چرا؟ زیرا منطقه ای که اکنون نیروی جاذبه از طریق آن فرد را به زمین فشار می دهد 2 برابر کاهش یافته است. در اینجا نمونه ای از فشار چیست و به راحتی می توان آن را در زندگی روزمره تشخیص داد.

از دیدگاه فیزیک، فشار نامیده می شود کمیت فیزیکی، عددی برابر با نیروی عمود بر سطح در واحد سطح سطح داده شده است. بنابراین، برای تعیین فشار در یک نقطه خاص از سطح، مولفه نرمال نیروی اعمال شده به سطح بر مساحت عنصر کوچک سطح تقسیم می شود. قدرت داده شدهکار می کند. و برای تعیین فشار متوسط ​​در کل منطقه، جزء نرمال نیروی وارد بر سطح باید بر مساحت کل این سطح تقسیم شود.

فشار بر حسب پاسکال (Pa) اندازه گیری می شود. این واحد اندازه گیری فشار نام خود را به افتخار ریاضیدان، فیزیکدان و نویسنده فرانسوی بلز پاسکال، نویسنده قانون اساسی هیدرواستاتیک - قانون پاسکال، که بیان می کند فشار وارد شده بر یک مایع یا گاز به هر نقطه ای منتقل می شود، گرفت. بدون تغییر در همه جهات واحد فشار "پاسکال" برای اولین بار در سال 1961 در فرانسه، طبق فرمان واحدها، سه قرن پس از مرگ دانشمند وارد گردش شد.

یک پاسکال برابر است با فشار ناشی از نیروی یک نیوتن، توزیع یکنواخت و عمود بر سطح یک متر مربع.

پاسکال‌ها نه تنها فشار مکانیکی (تنش مکانیکی)، بلکه مدول الاستیسیته، مدول یانگ، مدول الاستیسیته حجیم، استحکام تسلیم، حد تناسب، استحکام کششی، مقاومت برشی را نیز اندازه‌گیری می‌کنند. فشار صداو فشار اسمزی به طور سنتی، این در پاسکال است که مهم ترین مشخصات مکانیکیمواد در استحکام

جو فنی (at)، فیزیکی (atm)، کیلوگرم نیروی بر سانتی متر مربع (kgf/cm2)

علاوه بر پاسکال، واحدهای (غیر سیستمی) دیگری نیز برای اندازه گیری فشار استفاده می شود. یکی از این واحدها "اتمسفر" (at) است. فشار یک اتمسفر تقریباً برابر با فشار اتمسفر روی سطح زمین در سطح اقیانوس است. امروزه "اتمسفر" به جو فنی (at) اشاره دارد.

اتمسفر فنی (at) فشار تولید شده توسط یک کیلوگرم نیرو (kgf) است که به طور مساوی در سطح یک سانتی متر مربع توزیع می شود. و یک کیلوگرم نیرو به نوبه خود برابر با نیروی گرانشی است که بر جسمی با وزن یک کیلوگرم تحت شرایط شتاب گرانشی برابر با 9.80665 m/s2 وارد می شود. بنابراین یک کیلوگرم نیرو برابر با 9.80665 نیوتن است و 1 اتمسفر دقیقاً برابر با 98066.5 Pa است. 1 در = 98066.5 Pa.

به عنوان مثال، فشار در لاستیک خودرو در اتمسفر اندازه گیری می شود، به عنوان مثال، فشار لاستیک توصیه شده برای اتوبوس مسافربری GAZ-2217 3 اتمسفر است.

همچنین یک "اتمسفر فیزیکی" (atm) وجود دارد که به عنوان فشار یک ستون جیوه به ارتفاع 760 میلی متر در پایه آن تعریف می شود، با توجه به اینکه چگالی جیوه 13595.04 کیلوگرم بر متر مکعب است، در دمای 0 درجه سانتی گراد و تحت شرایط. شتاب گرانش برابر با 9, 80665 m/s2. بنابراین معلوم می شود که 1 atm = 1.033233 atm = 101325 Pa.

همانطور که برای کیلوگرم نیروی بر سانتی متر مربع (kgf/cm2)، این واحد فشار خارج سیستمی برابر با فشار معمولی اتمسفر با دقت خوبی است که گاهی اوقات برای ارزیابی اثرات مختلف مناسب است.

واحد خارج از سیستم "نوار" تقریباً برابر با یک اتمسفر است، اما دقیق تر است - دقیقاً 100000 Pa. در سیستم CGS 1 bar برابر با 1000000 dynes/cm2 است. قبلاً نام "bar" به واحدی که اکنون "باریم" نامیده می شود و برابر با 0.1 Pa یا در سیستم CGS 1 باریم = 1 dyne/cm2 است داده می شد. کلمه "بار"، "باریم" و "فشار سنج" همگی از یک کلمه یونانی به معنای "گرانش" آمده اند.

واحد mbar (میلی بار)، برابر با 0.001 بار، اغلب برای اندازه گیری فشار اتمسفر در هواشناسی استفاده می شود. و برای اندازه گیری فشار در سیاراتی که جو بسیار کمیاب است - میکروبار (میکروبار)، برابر با 0.000001 بار. در فشار سنج های فنی، اغلب مقیاس به میله درجه بندی می شود.

میلی متر جیوه (mmHg)، میلی متر آب (mmHg)

واحد اندازه گیری غیر سیستمی "میلی متر جیوه" برابر با 101325/760 = 133.3223684 Pa است. به افتخار فیزیکدان ایتالیایی، شاگرد گالیله، Evangelista Torricelli، نویسنده مفهوم فشار اتمسفر، "mmHg" تعیین می شود، اما گاهی اوقات به عنوان "torr" نشان داده می شود.

این واحد در ارتباط با روش مناسب اندازه گیری فشار اتمسفر با فشارسنج تشکیل شد که در آن ستون جیوه تحت تأثیر فشار اتمسفر در تعادل است. عطارد دارد تراکم بالاحدود 13600 کیلوگرم بر متر مکعب و دارای فشار کم است بخار اشباع شدهدر شرایط دمای اتاق، به همین دلیل جیوه برای فشارسنج ها در یک زمان انتخاب شد.

در سطح دریا، فشار اتمسفر تقریباً 760 میلی متر جیوه است، این مقدار است که اکنون فشار اتمسفر معمولی در نظر گرفته می شود، برابر با 101325 Pa یا یک اتمسفر فیزیکی، 1 atm. یعنی 1 میلی متر جیوه برابر با 101325/760 پاسکال است.

فشار در پزشکی، هواشناسی و ناوبری هوانوردی بر حسب میلی متر جیوه اندازه گیری می شود. در پزشکی، فشار خون بر حسب میلی‌متر جیوه، در فناوری خلاء بر حسب میلی‌متر جیوه، همراه با میله‌ها اندازه‌گیری می‌شود. حتی گاهی اوقات آنها به سادگی می نویسند 25 میکرون، یعنی میکرون جیوه، اگر ما در مورددر مورد تخلیه، و اندازه گیری فشار با گیج های خلاء انجام می شود.

در برخی موارد از ستون آب میلی متر و سپس ستون آب 13.59 میلی متر = 1 میلی متر جیوه استفاده می شود. گاهی اوقات این مناسب تر و راحت تر است. یک میلی متر ستون آب، مانند یک میلی متر جیوه، یک واحد غیر سیستمی است که به نوبه خود برابر است. فشار هیدرواستاتیک 1 میلی متر از یک ستون آبی که این ستون در زمانی که دمای آب ستون 4 درجه سانتی گراد است روی یک پایه صاف اعمال می کند.

مردی با و بدون اسکی.

آدمی با سختی زیاد روی برف سست راه می‌رود و با هر قدمی عمیق فرو می‌رود. اما با پوشیدن اسکی، می تواند بدون افتادن در آن راه برود. چرا؟ با یا بدون اسکی، انسان با همان نیرویی برابر وزن خود روی برف عمل می کند. اما تأثیر این نیرو در هر دو مورد متفاوت است، زیرا سطحی که فرد روی آن فشار می آورد، با چوب اسکی و بدون چوب اسکی متفاوت است. سطح اسکی تقریبا 20 برابر بزرگتر از سطح کف است. بنابراین هنگام ایستادن روی اسکی، فرد روی هر سانتی متر مربع از سطح برف با نیرویی 20 برابر کمتر از زمانی که بدون اسکی روی برف می ایستد، عمل می کند.

دانش‌آموزی که روزنامه‌ای را با دکمه‌ها به تخته سنجاق می‌کند، روی هر دکمه با نیروی مساوی عمل می‌کند. با این حال، یک دکمه با انتهای تیزتر به راحتی وارد چوب می شود.

این بدان معنی است که نتیجه نیرو نه تنها به مدول، جهت و نقطه اعمال آن، بلکه به سطح سطحی که به آن اعمال می شود (عمود بر آن) بستگی دارد.

این نتیجه گیری توسط آزمایش های فیزیکی تایید می شود.

تجربه نتیجه عمل یک نیروی معین بستگی به این دارد که چه نیرویی بر واحد سطح اثر می گذارد.

باید میخ ها را به گوشه های یک تخته کوچک بکوبید. ابتدا میخ هایی را که به تخته زده شده اند روی شن و ماسه قرار دهید و یک وزنه روی تخته قرار دهید. در این مورد، سر ناخن فقط کمی به ماسه فشرده می شود. سپس تخته را برگردانده و میخ ها را روی لبه قرار می دهیم. در این مورد، ناحیه پشتیبانی کوچکتر است و تحت همان نیروی میخ ها به طور قابل توجهی به عمق ماسه می روند.

تجربه کنید. تصویر دوم.

نتیجه عمل این نیرو بستگی به این دارد که بر هر واحد سطح چه نیرویی وارد شود.

در مثال های در نظر گرفته شده، نیروها عمود بر سطح جسم عمل می کنند. وزن مرد عمود بر سطح برف بود. نیروی وارد بر دکمه عمود بر سطح تخته است.

مقداری برابر با نسبت نیرویی که عمود بر سطح وارد می شود به مساحت این سطح را فشار می گویند..

برای تعیین فشار، نیروی عمود بر سطح باید بر مساحت سطح تقسیم شود:

فشار = نیرو / مساحت.

اجازه دهید مقادیر موجود در این عبارت را نشان دهیم: فشار - ص، نیروی وارد بر سطح است افو سطح - اس.

سپس فرمول را بدست می آوریم:

p = F/S

واضح است که یک نیروی بزرگتر که بر همان ناحیه وارد می شود، فشار بیشتری ایجاد می کند.

واحد فشار فشاری است که توسط نیروی 1 نیوتن وارد بر سطحی با مساحت 1 متر مربع عمود بر این سطح ایجاد می شود..

واحد فشار - نیوتن در هر متر مربع(1 N/m2). به افتخار دانشمند فرانسوی بلز پاسکال به آن پاسکال می گویند ( پا). بنابراین،

1 Pa = 1 N/m2.

واحدهای فشار دیگری نیز استفاده می شود: هکتوپاسکال (hPa) و کیلو پاسکال (کیلو پاسکال).

1 کیلو پاسکال = 1000 پاس؛

1 hPa = 100 Pa;

1 Pa = 0.001 kPa;

1 Pa = 0.01 hPa.

بیایید شرایط مشکل را بنویسیم و آن را حل کنیم.

داده شده است : m = 45 کیلوگرم، S = 300 سانتی متر مربع؛ p = ?

در واحدهای SI: S = 0.03 m2

راه حل:

ص = اف/اس,

اف = پ,

پ = گرم متر,

پ= 9.8 نیوتن · 45 کیلوگرم ≈ 450 نیوتن،

ص= 450/0.03 نیوتن بر متر مربع = 15000 پاسکال = 15 کیلو پاسکال

"جواب": p = 15000 Pa = 15 kPa

راه های کاهش و افزایش فشار

یک تراکتور خزنده سنگین فشاری معادل 40 تا 50 کیلو پاسکال بر روی خاک ایجاد می کند، یعنی فقط 2 تا 3 برابر بیشتر از فشار یک پسر با وزن 45 کیلوگرم. این با این واقعیت توضیح داده می شود که وزن تراکتور به دلیل رانندگی در مسیر در یک منطقه بزرگتر توزیع می شود. و ما آن را ثابت کرده ایم هرچه ناحیه تکیه گاه بزرگتر باشد، فشار کمتری توسط همان نیرو روی این تکیه گاه ایجاد می شود .

بسته به اینکه فشار کم یا زیاد مورد نیاز است، ناحیه پشتیبانی افزایش یا کاهش می یابد. به عنوان مثال، برای اینکه خاک در برابر فشار ساختمان در حال احداث مقاومت کند، مساحت قسمت زیرین فونداسیون افزایش می یابد.

لاستیک های کامیون و شاسی هواپیما بسیار پهن تر از لاستیک های مسافری ساخته شده اند. لاستیک های اتومبیل هایی که برای رانندگی در بیابان ها طراحی شده اند به ویژه پهن ساخته شده اند.

وسایل نقلیه سنگین مانند تراکتور، تانک یا وسیله نقلیه باتلاقی که دارای یک منطقه پشتیبانی بزرگ از مسیرها هستند، از مناطق باتلاقی عبور می کنند که هیچ شخصی نمی تواند از آنجا عبور کند.

از طرف دیگر، با یک سطح کوچک، می توان فشار زیادی را با نیروی کمی ایجاد کرد. به عنوان مثال، هنگام فشار دادن یک دکمه در یک تخته، با نیرویی در حدود 50 نیوتن بر روی آن عمل می کنیم. از آنجایی که مساحت نوک دکمه تقریباً 1 میلی متر مربع است، فشار تولید شده توسط آن برابر است با:

p = 50 N / 0.000 001 m2 = 50000000 Pa = 50000 کیلو پاسکال.

برای مقایسه، این فشار 1000 برابر بیشتر از فشاری است که یک تراکتور خزنده به خاک وارد می کند. شما می توانید بسیاری از نمونه های دیگر را بیابید.

تیغه های ابزار برش و نوک ابزار سوراخ کننده (چاقو، قیچی، کاتر، اره، سوزن و ...) به طور ویژه تیز می شوند. لبه تیز تیغه تیز دارای ناحیه کوچکی است، بنابراین حتی یک نیروی کوچک هم فشار زیادی ایجاد می کند و کار با این ابزار آسان است.

دستگاه های برش و سوراخ کردن نیز در طبیعت زنده یافت می شود: اینها دندان، پنجه، منقار، سنبله و غیره هستند - همه آنها از مواد سخت، صاف و بسیار تیز ساخته شده اند.

فشار

مشخص است که مولکول های گاز به طور تصادفی حرکت می کنند.

قبلاً می دانیم که گازها بر خلاف جامدات و مایعات، کل ظرفی را که در آن قرار دارند پر می کنند. به عنوان مثال، یک سیلندر فولادی برای ذخیره گازها، یک لوله داخلی لاستیک ماشین یا یک توپ والیبال. در این حالت گاز بر روی دیواره ها، کف و درب سیلندر، محفظه یا هر جسم دیگری که در آن قرار دارد، فشار وارد می کند. فشار گاز در اثر عواملی غیر از فشار جسم جامد روی تکیه گاه ایجاد می شود.

مشخص است که مولکول های گاز به طور تصادفی حرکت می کنند. در حین حرکت آنها با یکدیگر و همچنین با دیواره های ظرف حاوی گاز برخورد می کنند. مولکول های زیادی در یک گاز وجود دارد و بنابراین تعداد تأثیرات آنها بسیار زیاد است. به عنوان مثال، تعداد ضربه های مولکول های هوا در یک اتاق بر روی سطحی با مساحت 1 سانتی متر مربع در 1 ثانیه به صورت یک عدد بیست و سه رقمی بیان می شود. اگرچه نیروی ضربه‌ای یک مولکول کوچک است، اما تأثیر همه مولکول‌ها بر دیواره‌های ظرف قابل توجه است - فشار گاز را ایجاد می‌کند.

بنابراین، فشار گاز بر روی دیواره های ظرف (و روی بدنه قرار گرفته در گاز) در اثر برخورد مولکول های گاز ایجاد می شود. .

آزمایش زیر را در نظر بگیرید. یک توپ لاستیکی زیر زنگ پمپ هوا قرار دهید. حاوی مقدار کمی هوا است و شکل نامنظمی دارد. سپس هوا را از زیر زنگ خارج می کنیم. پوسته توپ که هوا در اطراف آن به طور فزاینده کمیاب می شود، به تدریج باد می شود و شکل یک توپ معمولی را به خود می گیرد.

چگونه این تجربه را توضیح دهیم؟

برای ذخیره و انتقال گاز فشرده از سیلندرهای فولادی بادوام ویژه استفاده می شود.

در آزمایش ما، مولکول های گاز متحرک به طور مداوم به دیواره های توپ در داخل و خارج برخورد می کنند. هنگامی که هوا به بیرون پمپ می شود، تعداد مولکول های موجود در زنگ اطراف پوسته توپ کاهش می یابد. اما در داخل توپ تعداد آنها تغییر نمی کند. بنابراین، تعداد ضربه های مولکول ها به دیواره های بیرونی پوسته کمتر از تعداد ضربه های روی دیواره های داخلی می شود. توپ تا زمانی باد می شود که نیروی کشسانی پوسته لاستیکی آن برابر با نیروی فشار گاز شود. پوسته توپ به شکل توپ در می آید. این نشان می دهد که گاز در تمام جهات به طور مساوی روی دیواره های آن فشار می آورد. به عبارت دیگر، تعداد ضربه های مولکولی در هر سانتی متر مربع سطح در همه جهات یکسان است. فشار یکسان در همه جهات مشخصه گاز است و نتیجه حرکت تصادفی تعداد زیادی مولکول است.

بیایید سعی کنیم حجم گاز را کاهش دهیم، اما به طوری که جرم آن بدون تغییر باقی بماند. این بدان معناست که در هر سانتی متر مکعب گاز مولکول های بیشتری وجود خواهد داشت و چگالی گاز افزایش می یابد. سپس تعداد ضربه های مولکول ها بر روی دیوارها افزایش می یابد، یعنی فشار گاز افزایش می یابد. این را می توان با تجربه تأیید کرد.

در تصویر الفیک لوله شیشه ای را نشان می دهد که یک انتهای آن با یک لایه لاستیکی نازک بسته شده است. یک پیستون به لوله وارد می شود. هنگامی که پیستون به داخل حرکت می کند، حجم هوا در لوله کاهش می یابد، یعنی گاز فشرده می شود. لایه لاستیکی به سمت بیرون خم می شود که نشان می دهد فشار هوا در لوله افزایش یافته است.

برعکس، با افزایش حجم همان جرم گاز، تعداد مولکول ها در هر سانتی متر مکعب کاهش می یابد. این باعث کاهش تعداد ضربه ها بر روی دیواره های کشتی می شود - فشار گاز کمتر می شود. در واقع، هنگامی که پیستون از لوله بیرون کشیده می شود، حجم هوا افزایش می یابد و فیلم در داخل ظرف خم می شود. این نشان دهنده کاهش فشار هوا در لوله است. اگر به جای هوا گاز دیگری در لوله وجود داشته باشد، همین پدیده مشاهده می شود.

بنابراین، هنگامی که حجم گاز کاهش می یابد، فشار آن افزایش می یابد و با افزایش حجم، فشار کاهش می یابد، مشروط بر اینکه جرم و دمای گاز بدون تغییر باقی بماند..

فشار گاز اگر با حجم ثابت گرم شود چگونه تغییر می کند؟ مشخص است که سرعت مولکول های گاز هنگام گرم شدن افزایش می یابد. با حرکت سریع تر، مولکول ها بیشتر به دیواره ظرف برخورد می کنند. علاوه بر این، هر ضربه مولکول به دیوار قوی تر خواهد بود. در نتیجه، دیواره های رگ فشار بیشتری را تجربه خواهند کرد.

از این رو، هر چه دمای گاز بیشتر باشد، فشار گاز در یک ظرف بسته بیشتر است، به شرطی که جرم و حجم گاز تغییر نکند.

از این آزمایشات به طور کلی می توان نتیجه گرفت که هر چه مولکول‌ها بیشتر به دیواره رگ برخورد کنند، فشار گاز افزایش می‌یابد .

برای ذخیره و انتقال گازها، آنها به شدت فشرده می شوند. در همان زمان، فشار آنها افزایش می یابد، گازها باید در سیلندرهای ویژه و بسیار بادوام محصور شوند. به عنوان مثال، چنین سیلندرهایی حاوی هوای فشرده در زیردریایی ها و اکسیژن مورد استفاده در جوشکاری فلزات هستند. البته باید همیشه به یاد داشته باشیم که سیلندرهای گاز را نمی توان گرم کرد، مخصوصاً وقتی که با گاز پر شده باشند. زیرا همانطور که قبلاً فهمیدیم، یک انفجار می تواند با عواقب بسیار ناخوشایندی رخ دهد.

قانون پاسکال

فشار به هر نقطه از مایع یا گاز منتقل می شود.

فشار پیستون به هر نقطه از مایع پرکننده توپ منتقل می شود.

حالا گاز

برخلاف جامدات، لایه‌های منفرد و ذرات کوچک مایع و گاز می‌توانند آزادانه نسبت به یکدیگر در همه جهات حرکت کنند. کافی است مثلاً در لیوان کمی روی سطح آب باد بزنیم تا آب حرکت کند. در رودخانه یا دریاچه، کوچکترین نسیمی باعث ایجاد امواج می شود.

تحرک ذرات گاز و مایع این را توضیح می دهد فشار وارد شده بر آنها نه تنها در جهت نیرو، بلکه به هر نقطه منتقل می شود. بیایید این پدیده را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.

در تصویر، الفظرفی حاوی گاز (یا مایع) را نشان می دهد. ذرات به طور مساوی در سراسر ظرف توزیع می شوند. کشتی توسط پیستونی بسته می شود که می تواند بالا و پایین حرکت کند.

با اعمال مقداری نیرو، پیستون را مجبور می کنیم کمی به سمت داخل حرکت کند و گاز (مایع) واقع در زیر آن را فشرده کنیم. سپس ذرات (مولکول ها) در این مکان متراکم تر از قبل قرار می گیرند (شکل، ب). به دلیل تحرک، ذرات گاز در همه جهات حرکت خواهند کرد. در نتیجه، آرایش آنها دوباره یکنواخت، اما متراکم تر از قبل خواهد شد (شکل ج). بنابراین فشار گاز در همه جا افزایش خواهد یافت. این بدان معنی است که فشار اضافی به تمام ذرات گاز یا مایع منتقل می شود. بنابراین، اگر فشار روی گاز (مایع) نزدیک خود پیستون 1 Pa افزایش یابد، در تمام نقاط داخلگاز یا مایع، فشار به همان مقدار بیشتر از قبل می شود. فشار روی دیواره کشتی، کف و پیستون 1 Pa افزایش می یابد.

فشاری که بر یک مایع یا گاز وارد می شود به هر نقطه به طور یکسان در همه جهات منتقل می شود .

این بیانیه نامیده می شود قانون پاسکال.

بر اساس قانون پاسکال، توضیح آزمایشات زیر آسان است.

تصویر یک توپ توخالی با سوراخ های کوچک در مکان های مختلف را نشان می دهد. لوله ای به توپ متصل است که پیستون در آن وارد شده است. اگر یک توپ را با آب پر کنید و یک پیستون را به داخل لوله فشار دهید، آب از تمام سوراخ های توپ خارج می شود. در این آزمایش، یک پیستون روی سطح آب در یک لوله فشار می آورد. ذرات آب واقع در زیر پیستون، در حال فشرده شدن، فشار آن را به لایه های دیگر که عمیق تر هستند منتقل می کنند. بنابراین، فشار پیستون به هر نقطه از مایع پرکننده توپ منتقل می شود. در نتیجه، بخشی از آب به شکل جریان های یکسانی که از همه سوراخ ها بیرون می ریزد، به بیرون رانده می شود.

اگر توپ پر از دود باشد، پس از فشار دادن پیستون به داخل لوله، جریان های مساوی دود از تمام سوراخ های توپ خارج می شود. این موضوع را تایید می کند گازها فشار وارده بر آنها را در تمام جهات به طور مساوی منتقل می کنند.

فشار در مایع و گاز.

تحت تأثیر وزن مایع، کف لاستیکی در لوله خم می شود.

مایعات، مانند تمام اجسام روی زمین، تحت تأثیر جاذبه قرار دارند. بنابراین، هر لایه مایعی که در ظرف ریخته می‌شود، با وزن خود فشاری ایجاد می‌کند که طبق قانون پاسکال، به همه جهات منتقل می‌شود. بنابراین، فشار داخل مایع وجود دارد. این را می توان با تجربه تأیید کرد.

آب را داخل یک لوله شیشه ای بریزید که سوراخ پایین آن با یک لایه لاستیکی نازک بسته شده است. تحت تأثیر وزن مایع، کف لوله خم می شود.

تجربه نشان می دهد که هر چه ستون آب بالای لایه لاستیکی بالاتر باشد، بیشتر خم می شود. اما هر بار پس از خم شدن کف لاستیکی، آب داخل لوله به تعادل می رسد (توقف می کند)، زیرا علاوه بر نیروی گرانش، نیروی کشسانی لایه لاستیکی کشیده روی آب نیز اثر می گذارد.

تصویرسازی

پایین به دلیل فشار گرانش روی آن از سیلندر دور می شود.

بیایید لوله را با یک کف لاستیکی که آب در آن ریخته می شود، در یک ظرف عریض دیگر با آب پایین بیاوریم. خواهیم دید که با پایین آمدن لوله، لایه لاستیکی به تدریج صاف می شود. صاف کردن کامل فیلم نشان می دهد که نیروهای وارد بر آن از بالا و پایین با هم برابر هستند. صاف شدن کامل فیلم زمانی اتفاق می‌افتد که سطح آب در لوله و رگ با هم منطبق باشد.

همان آزمایش را می توان با لوله ای انجام داد که در آن یک لایه لاستیکی سوراخ کناری را می پوشاند، همانطور که در شکل a نشان داده شده است. بیایید این لوله را با آب در ظرف دیگری با آب غوطه ور کنیم، همانطور که در شکل نشان داده شده است. ب. متوجه خواهیم شد که به محض برابر شدن سطح آب در لوله و ظرف، فیلم دوباره صاف می شود. این بدان معنی است که نیروهای وارد بر فیلم لاستیکی از همه طرف یکسان است.

بیایید کشتی را برداریم که کف آن می تواند سقوط کند. بیایید آن را در یک شیشه آب قرار دهیم. قسمت پایین به لبه ظرف محکم فشار داده می شود و نمی افتد. توسط نیروی فشار آب که از پایین به بالا هدایت می شود فشار داده می شود.

ما با دقت آب را در ظرف می ریزیم و کف آن را تماشا می کنیم. به محض اینکه سطح آب در ظرف با سطح آب در کوزه منطبق شود، از ظرف خارج می شود.

در لحظه جدا شدن، ستونی از مایع در ظرف از بالا به پایین فشار می آورد و فشار ستونی از مایع با همان ارتفاع، اما در شیشه قرار دارد، از پایین به بالا به پایین منتقل می شود. هر دوی این فشارها یکسان هستند، اما پایین به دلیل عمل گرانش خود از سیلندر دور می شود.

آزمایشات با آب در بالا توضیح داده شد، اما اگر به جای آب مایع دیگری مصرف کنید، نتایج آزمایش یکسان خواهد بود.

بنابراین، آزمایشات نشان می دهد که فشار داخل مایع وجود دارد و در همان سطح در همه جهات برابر است. فشار با عمق افزایش می یابد.

گازها از این نظر با مایعات تفاوتی ندارند، زیرا وزنی نیز دارند. اما باید به یاد داشته باشیم که چگالی گاز صدها برابر کمتر از چگالی مایع است. وزن گاز در ظرف کوچک است و فشار "وزن" آن را در بسیاری از موارد می توان نادیده گرفت.

محاسبه فشار مایع در کف و دیواره یک ظرف.

محاسبه فشار مایع در کف و دیواره یک ظرف.

بیایید در نظر بگیریم که چگونه می توانید فشار یک مایع را در کف و دیواره یک ظرف محاسبه کنید. اجازه دهید ابتدا مشکل یک کشتی به شکل یک متوازی الاضلاع مستطیلی را حل کنیم.

قدرت اف، که مایع ریخته شده در این ظرف به کف آن فشار می آورد، برابر وزن است پمایع در ظرف وزن یک مایع را می توان با دانستن جرم آن تعیین کرد متر. همانطور که می دانید جرم را می توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد: m = ρ·V. حجم مایع ریخته شده در ظرفی که انتخاب کرده ایم به راحتی قابل محاسبه است. اگر ارتفاع ستون مایع در ظرف با حرف نشان داده شود ساعتو مساحت کف رگ اس، آن V = S h.

جرم مایع m = ρ·V، یا m = ρ S h .

وزن این مایع P = گرم، یا P = g ρ S h.

از آنجایی که وزن ستون مایع برابر با نیرویی است که مایع به کف ظرف فشار می آورد، پس با تقسیم وزن پدر هر منطقه اس، فشار سیال را دریافت می کنیم ص:

p = P/S، یا p = g·ρ·S·h/S،

ما فرمولی برای محاسبه فشار مایع در کف ظرف به دست آورده ایم. از این فرمول مشخص می شود که فشار مایع در پایین ظرف فقط به چگالی و ارتفاع ستون مایع بستگی دارد.

بنابراین، با استفاده از فرمول به دست آمده، می توانید فشار مایع ریخته شده در ظرف را محاسبه کنید هر شکل(به بیان دقیق، محاسبات ما فقط برای کشتی هایی مناسب است که شکل منشور مستقیم و استوانه دارند. در دوره های فیزیک برای موسسه، ثابت شد که این فرمول برای کشتی هایی با شکل دلخواه نیز صادق است). علاوه بر این، می توان از آن برای محاسبه فشار روی دیواره های کشتی استفاده کرد. فشار داخل مایع، از جمله فشار از پایین به بالا نیز با استفاده از این فرمول محاسبه می شود، زیرا فشار در همان عمق در همه جهات یکسان است.

هنگام محاسبه فشار با استفاده از فرمول p = gρhشما به تراکم نیاز دارید ρ بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب (کیلوگرم بر متر مکعب) و ارتفاع ستون مایع بیان می شود ساعت- بر حسب متر (متر)، g= 9.8 نیوتن بر کیلوگرم، سپس فشار بر حسب پاسکال (Pa) بیان می شود.

مثال. اگر ارتفاع ستون روغن 10 متر و چگالی آن 800 کیلوگرم بر متر مکعب باشد، فشار روغن را در کف مخزن تعیین کنید.

بیایید شرایط مشکل را بنویسیم و بنویسیم.

داده شده است :

ρ = 800 کیلوگرم بر متر 3

راه حل :

p = 9.8 نیوتن بر کیلوگرم · 800 کیلوگرم بر متر مکعب · 10 متر ≈ 80000 Pa ≈ 80 کیلو پاسکال.

پاسخ دهید : p ≈ 80 کیلو پاسکال.

رگ های ارتباطی

رگ های ارتباطی

شکل دو رگ را نشان می دهد که توسط یک لوله لاستیکی به یکدیگر متصل شده اند. چنین رگ هایی نامیده می شوند برقراری ارتباط. قوری آبخوری، قوری، قهوه جوش نمونه هایی از رگ های ارتباطی هستند. به تجربه می دانیم که آبی که مثلاً در قوطی آب ریخته می شود، همیشه در دهانه و داخل آن در یک سطح است.

آزمایش ساده زیر را می توان با رگ های ارتباطی انجام داد. در ابتدای آزمایش، لوله لاستیکی را از وسط گیره می کنیم و داخل یکی از لوله ها آب می ریزیم. سپس گیره را باز می کنیم و آب فوراً به لوله دیگر می ریزد تا سطح آب در هر دو لوله در یک سطح باشد. می توانید یکی از لوله ها را به سه پایه وصل کنید و دیگری را در جهات مختلف بالا، پایین یا کج کنید. و در این صورت به محض آرام شدن مایع سطوح آن در هر دو لوله یکسان می شود.

در مخازن ارتباطی با هر شکل و مقطعی، سطوح یک مایع همگن در یک سطح قرار می گیرند.(به شرطی که فشار هوای بالای مایع یکسان باشد) (شکل 109).

این را می توان به صورت زیر توجیه کرد. مایع بدون حرکت از یک ظرف به ظرف دیگر در حالت استراحت است. این بدان معنی است که فشار در هر دو رگ در هر سطحی یکسان است. مایع در هر دو ظرف یکسان است، یعنی چگالی یکسانی دارد. بنابراین ارتفاع آن باید یکسان باشد. وقتی ظرفی را بلند می کنیم یا مایعی را به آن اضافه می کنیم، فشار داخل آن افزایش می یابد و مایع به ظرف دیگری می رود تا زمانی که فشارها متعادل شود.

اگر مایعی با یک چگالی در یکی از ظروف ارتباطی ریخته شود و مایعی با چگالی دیگر در ظرف دوم ریخته شود، در حالت تعادل سطح این مایعات یکسان نخواهد بود. و این قابل درک است. می دانیم که فشار مایع در پایین ظرف با ارتفاع ستون و چگالی مایع نسبت مستقیم دارد. و در این صورت چگالی مایعات متفاوت خواهد بود.

اگر فشارها برابر باشند، ارتفاع ستون مایع با چگالی بیشتر کمتر از ارتفاع ستون مایع با چگالی کمتر خواهد بود (شکل).

تجربه کنید. نحوه تعیین جرم هوا

وزن هوا. فشار اتمسفر.

وجود فشار اتمسفر.

فشار اتمسفر بیشتر از فشار هوای کمیاب در ظرف است.

هوا نیز مانند هر جسم دیگری بر روی زمین، تحت تأثیر گرانش است و بنابراین هوا دارای وزن است. اگر جرم هوا را بدانید به راحتی می توان وزن آن را محاسبه کرد.

ما به طور تجربی به شما نشان خواهیم داد که چگونه جرم هوا را محاسبه کنید. برای این کار باید یک توپ شیشه ای بادوام با درپوش و یک لوله لاستیکی با گیره بردارید. بیایید هوا را از آن بیرون بیاوریم، لوله را با یک گیره ببندیم و آن را روی ترازو متعادل کنیم. سپس با باز کردن گیره روی لوله لاستیکی، اجازه دهید هوا وارد آن شود. این باعث برهم خوردن تعادل ترازو می شود. برای بازیابی آن باید وزنه هایی را روی کفه دیگر ترازو قرار دهید که جرم آن برابر با جرم هوا در حجم توپ باشد.

آزمایشات نشان داده است که در دمای 0 درجه سانتیگراد و فشار اتمسفر معمولی، جرم هوا با حجم 1 متر مکعب برابر با 1.29 کیلوگرم است. وزن این هوا به راحتی قابل محاسبه است:

P = گرم متر، P = 9.8 نیوتن بر کیلوگرم، 1.29 کیلوگرم ≈ 13 نیوتن.

پوشش هوای اطراف زمین نامیده می شود جو (از یونانی اتمس- بخار، هوا، و کره- توپ).

جو، همانطور که توسط رصدهای پرواز ماهواره های مصنوعی زمین نشان داده شده است، تا ارتفاع چند هزار کیلومتری گسترش می یابد.

به دلیل نیروی جاذبه، لایه های بالایی جو مانند آب اقیانوس، لایه های زیرین را فشرده می کنند. لایه هوای مجاور مستقیم زمین بیشترین فشرده شدن را دارد و طبق قانون پاسکال فشار وارده بر آن را در همه جهات منتقل می کند.

در نتیجه، سطح زمین و اجسام واقع بر روی آن تحت فشار از کل ضخامت هوا قرار می گیرند یا همانطور که معمولاً در چنین مواردی گفته می شود، تجربه می کنند. فشار اتمسفر .

وجود فشار اتمسفر می تواند بسیاری از پدیده هایی را که در زندگی با آنها مواجه می شویم توضیح دهد. بیایید به برخی از آنها نگاه کنیم.

شکل یک لوله شیشه ای را نشان می دهد که در داخل آن یک پیستون وجود دارد که محکم به دیواره های لوله می چسبد. انتهای لوله در آب پایین می آید. اگر پیستون را بلند کنید، آب از پشت آن بالا می رود.

از این پدیده در پمپ های آب و برخی وسایل دیگر استفاده می شود.

شکل یک ظرف استوانه ای را نشان می دهد. با یک درپوش بسته می شود که یک لوله با یک شیر در آن قرار می گیرد. هوا با یک پمپ از ظرف خارج می شود. سپس انتهای لوله در آب قرار می گیرد. اگر اکنون شیر آب را باز کنید، آب مانند یک فواره به داخل ظرف می‌پاشد. آب وارد ظرف می شود زیرا فشار اتمسفر بیشتر از فشار هوای کمیاب در ظرف است.

چرا پوشش هوای زمین وجود دارد؟

مانند تمام اجسام، مولکول های گازی که پوشش هوای زمین را تشکیل می دهند به سمت زمین جذب می شوند.

اما پس چرا همه آنها به سطح زمین نمی افتند؟ پوشش هوای زمین و جو آن چگونه حفظ می شود؟ برای درک این موضوع، باید در نظر داشته باشیم که مولکول های گاز در حرکت پیوسته و تصادفی هستند. اما سؤال دیگری مطرح می‌شود: چرا این مولکول‌ها به فضای بیرونی، یعنی به فضا، پرواز نمی‌کنند.

برای ترک کامل زمین، یک مولکول، مانند یک سفینه فضایی یا موشک، باید سرعت بسیار بالایی (حداقل 11.2 کیلومتر بر ثانیه) داشته باشد. این به اصطلاح است سرعت فرار دوم. سرعت اکثر مولکول ها در پوسته هوای زمین به طور قابل توجهی کمتر از این سرعت فرار است. بنابراین، بیشتر آنها توسط گرانش به زمین گره خورده اند، تنها تعداد ناچیزی از مولکول ها فراتر از زمین به فضا پرواز می کنند.

حرکت تصادفی مولکول‌ها و تأثیر گرانش بر روی آن‌ها باعث می‌شود که مولکول‌های گاز در فضای نزدیک زمین «شناور» شوند و یک پوشش هوا یا اتمسفر شناخته‌شده ما را تشکیل دهند.

اندازه گیری ها نشان می دهد که چگالی هوا به سرعت با ارتفاع کاهش می یابد. بنابراین، در ارتفاع 5.5 کیلومتری از زمین، چگالی هوا 2 برابر کمتر از چگالی آن در سطح زمین، در ارتفاع 11 کیلومتری - 4 برابر کمتر و غیره است. هر چه بیشتر باشد، نادرتر است. هوا و در نهایت، در بالاترین لایه ها (صدها و هزاران کیلومتر بالاتر از زمین)، جو به تدریج به فضای بدون هوا تبدیل می شود. پوشش هوای زمین مرز مشخصی ندارد.

به طور دقیق، به دلیل اثر گرانش، چگالی گاز در هر ظرف بسته در کل حجم ظرف یکسان نیست. در پایین ظرف، چگالی گاز بیشتر از قسمت های بالایی آن است، بنابراین فشار در ظرف یکسان نیست. در پایین رگ بزرگتر از قسمت بالایی است. با این حال، برای گاز موجود در یک ظرف، این تفاوت در چگالی و فشار آنقدر ناچیز است که در بسیاری از موارد می توان آن را به طور کامل نادیده گرفت. اما برای جوی که بیش از چندین هزار کیلومتر امتداد دارد، این تفاوت قابل توجه است.

اندازه گیری فشار اتمسفر. تجربه توریچلی

محاسبه فشار اتمسفر با استفاده از فرمول محاسبه فشار یک ستون مایع غیرممکن است (§ 38). برای چنین محاسبه ای باید ارتفاع جو و چگالی هوا را بدانید. اما جو مرز مشخصی ندارد و چگالی هوا در ارتفاعات مختلف متفاوت است. با این حال، فشار اتمسفر را می توان با استفاده از آزمایشی که در قرن هفدهم توسط یک دانشمند ایتالیایی پیشنهاد شد اندازه گیری کرد. اوانجلیستا توریچلی ، شاگرد گالیله.

آزمایش Torricelli شامل موارد زیر است: یک لوله شیشه ای به طول حدود 1 متر، که در یک انتها مهر و موم شده است، با جیوه پر شده است. سپس با محکم بستن انتهای دوم لوله، آن را برگردانده و در یک فنجان جیوه پایین می آورند، جایی که این انتهای لوله در زیر سطح جیوه باز می شود. مانند هر آزمایشی با مایع، بخشی از جیوه در فنجان ریخته می شود و بخشی از آن در لوله باقی می ماند. ارتفاع ستون جیوه باقی مانده در لوله تقریباً 760 میلی متر است. هیچ هوایی بالای جیوه در داخل لوله وجود ندارد، فضای بدون هوا وجود دارد، بنابراین هیچ گازی از بالا به ستون جیوه داخل این لوله فشار وارد نمی کند و بر اندازه گیری ها تأثیر نمی گذارد.

توریچلی، که آزمایشی را که در بالا توضیح داده شد پیشنهاد کرد، توضیح آن را نیز ارائه کرد. جو روی سطح جیوه در فنجان فشار می آورد. عطارد در حالت تعادل است. این بدان معنی است که فشار در لوله در سطح است آه 1 (شکل را ببینید) برابر با فشار اتمسفر است. هنگامی که فشار اتمسفر تغییر می کند، ارتفاع ستون جیوه در لوله نیز تغییر می کند. با افزایش فشار، ستون طول می کشد. با کاهش فشار، ستون جیوه ارتفاع خود را کاهش می دهد.

فشار در لوله در سطح aa1 توسط وزن ستون جیوه در لوله ایجاد می شود، زیرا هیچ هوایی بالای جیوه در قسمت بالایی لوله وجود ندارد. به دنبال آن است فشار اتمسفر برابر با فشار ستون جیوه در لوله است ، یعنی

صخودپرداز = صجیوه

هر چه فشار اتمسفر بیشتر باشد، ستون جیوه در آزمایش توریچلی بالاتر است. بنابراین، در عمل، فشار اتمسفر را می توان با ارتفاع ستون جیوه (بر حسب میلی متر یا سانتی متر) اندازه گیری کرد. اگر مثلاً فشار اتمسفر 780 میلی متر جیوه باشد. هنر (آنها می گویند "میلی متر جیوه")، این بدان معنی است که هوا همان فشاری را ایجاد می کند که یک ستون عمودی جیوه به ارتفاع 780 میلی متر است.

بنابراین در این حالت واحد اندازه گیری فشار اتمسفر 1 میلی متر جیوه (1 میلی متر جیوه) است. بیایید رابطه بین این واحد و واحد شناخته شده را پیدا کنیم - پاسکال(Pa).

فشار یک ستون جیوه ρ جیوه با ارتفاع 1 میلی متر برابر است با:

ص = g·ρ·h, ص= 9.8 نیوتن بر کیلوگرم · 13600 کیلوگرم بر متر مکعب · 0.001 متر ≈ 133.3 Pa.

بنابراین، 1 میلی متر جیوه. هنر = 133.3 Pa.

در حال حاضر، فشار اتمسفر معمولاً بر حسب هکتوپاسکال (1 hPa = 100 Pa) اندازه گیری می شود. به عنوان مثال، گزارش های آب و هوا ممکن است اعلام کند که فشار 1013 hPa است که همان 760 میلی متر جیوه است. هنر

توریچلی با مشاهده ارتفاع ستون جیوه در لوله هر روز متوجه شد که این ارتفاع تغییر می کند، یعنی فشار اتمسفر ثابت نیست، می تواند کم و زیاد شود. توریچلی همچنین خاطرنشان کرد که فشار اتمسفر با تغییرات آب و هوا مرتبط است.

اگر یک مقیاس عمودی را به لوله جیوه مورد استفاده در آزمایش توریچلی وصل کنید، ساده ترین وسیله را دریافت خواهید کرد - فشارسنج جیوه (از یونانی باروس- سنگینی، مترو- اندازه می‌گیرم). برای اندازه گیری فشار اتمسفر استفاده می شود.

فشارسنج - آنروئید.

در عمل برای اندازه گیری فشار اتمسفر از یک فشارسنج فلزی به نام فشارسنج استفاده می شود. آنروئید (ترجمه از یونانی - آنروئید). این چیزی است که فشارسنج نامیده می شود زیرا حاوی جیوه نیست.

ظاهر آنروئید در شکل نشان داده شده است. قسمت اصلی آن یک جعبه فلزی 1 با سطح موج دار (راه راه) است (شکل دیگر را ببینید). هوا از این جعبه به بیرون پمپ می شود و برای جلوگیری از له شدن جعبه توسط فشار اتمسفر، درب 2 آن توسط فنر به سمت بالا کشیده می شود. با افزایش فشار اتمسفر، درب به سمت پایین خم شده و فنر را سفت می کند. با کاهش فشار، فنر درپوش را صاف می کند. یک فلش نشانگر 4 با استفاده از مکانیزم انتقال 3 به فنر متصل می شود که با تغییر فشار به سمت راست یا چپ حرکت می کند. زیر فلش یک مقیاس وجود دارد که تقسیمات آن بر اساس خوانش فشارسنج جیوه مشخص شده است. بنابراین، عدد 750، که سوزن آنروئیدی در برابر آن قرار دارد (نگاه کنید به شکل)، نشان می دهد که در حال حاضر در فشارسنج جیوه، ارتفاع ستون جیوه 750 میلی متر است.

بنابراین فشار اتمسفر 750 میلی متر جیوه است. هنر یا ≈ 1000 hPa.

مقدار فشار اتمسفر برای پیش بینی وضعیت آب و هوا در روزهای آینده بسیار مهم است، زیرا تغییرات در فشار اتمسفر با تغییرات آب و هوا مرتبط است. فشارسنج ابزار لازم برای مشاهدات هواشناسی است.

فشار اتمسفر در ارتفاعات مختلف

همانطور که می دانیم در یک مایع، فشار به چگالی مایع و ارتفاع ستون آن بستگی دارد. به دلیل تراکم پذیری کم، چگالی مایع در اعماق مختلف تقریباً یکسان است. بنابراین، هنگام محاسبه فشار، چگالی آن را ثابت در نظر می گیریم و فقط تغییر ارتفاع را در نظر می گیریم.

وضعیت گازها پیچیده تر است. گازها تراکم پذیری بالایی دارند. و هر چه گاز بیشتر فشرده شود، چگالی آن بیشتر می شود و فشار بیشتری تولید می کند. به هر حال، فشار گاز در اثر برخورد مولکول های آن بر سطح بدن ایجاد می شود.

لایه های هوا در سطح زمین توسط تمام لایه های هوای پوشاننده بالای آنها فشرده می شوند. اما هر چه لایه هوا از سطح بالاتر باشد، هر چه ضعیف تر فشرده شود، چگالی آن کمتر می شود. بنابراین، فشار کمتری تولید می کند. به عنوان مثال، اگر یک بالون از سطح زمین بلند شود، فشار هوا بر روی بالون کمتر می شود. این اتفاق نه تنها به این دلیل است که ارتفاع ستون هوا در بالای آن کاهش می یابد، بلکه به این دلیل است که چگالی هوا کاهش می یابد. در بالا کوچکتر از پایین است. بنابراین، وابستگی فشار هوا به ارتفاع پیچیده تر از مایعات است.

مشاهدات نشان می دهد که فشار اتمسفر در مناطق در سطح دریا به طور متوسط ​​760 میلی متر جیوه است. هنر

فشار اتمسفر برابر با فشار یک ستون جیوه به ارتفاع 760 میلی متر در دمای 0 درجه سانتیگراد را فشار اتمسفر نرمال می نامند..

فشار اتمسفر نرمالبرابر است با 101300 Pa = 1013 hPa.

هرچه ارتفاع از سطح دریا بیشتر باشد، فشار کمتر است.

با صعودهای کوچک، به طور متوسط، به ازای هر 12 متر صعود، فشار 1 میلی متر جیوه کاهش می یابد. هنر (یا 1.33 hPa).

با دانستن وابستگی فشار به ارتفاع، می توان ارتفاع از سطح دریا را با تغییرات در قرائت فشارسنج تعیین کرد. آنروئیدهایی که دارای مقیاسی هستند که به وسیله آن می توان به طور مستقیم ارتفاع از سطح دریا را اندازه گیری کرد ارتفاع سنج ها . از آنها در هوانوردی و کوهنوردی استفاده می شود.

گیج های فشار.

ما قبلاً می دانیم که فشارسنج ها برای اندازه گیری فشار اتمسفر استفاده می شوند. برای اندازه گیری فشارهای بیشتر یا کمتر از فشار اتمسفر از آن استفاده می شود فشار سنج ها (از یونانی مانوس- کمیاب، شل، مترو- اندازه می‌گیرم). فشار سنج وجود دارد مایعو فلزی.

بیایید ابتدا به دستگاه و عملکرد نگاه کنیم. فشار سنج مایع باز. از یک لوله شیشه ای دو پایه تشکیل شده است که مقداری مایع در آن ریخته می شود. مایع در هر دو زانو در یک سطح نصب می شود، زیرا فقط فشار اتمسفر روی سطح آن در زانوهای رگ اعمال می شود.

برای درک نحوه عملکرد چنین فشار سنج، می توان آن را توسط یک لوله لاستیکی به یک جعبه صاف گرد وصل کرد که یک طرف آن با فیلم لاستیکی پوشانده شده است. اگر انگشت خود را روی فیلم فشار دهید، سطح مایع در زانو فشار سنج متصل به جعبه کاهش می یابد و در آرنج دیگر افزایش می یابد. چه چیزی این را توضیح می دهد؟

هنگام فشار دادن روی فیلم، فشار هوا در جعبه افزایش می یابد. طبق قانون پاسکال این افزایش فشار به سیال زانویی فشارسنج که به جعبه متصل است نیز منتقل می شود. بنابراین، فشار روی سیال در این زانو بیشتر از دیگری خواهد بود، جایی که فقط فشار اتمسفر روی سیال اعمال می شود. تحت نیروی این فشار اضافی، مایع شروع به حرکت خواهد کرد. در آرنج با هوای فشرده مایع سقوط می کند، در دیگری بالا می رود. هنگامی که فشار اضافی هوای فشرده با فشار تولید شده توسط ستون اضافی مایع در پایه دیگر فشارسنج متعادل شود، سیال به حالت تعادل (توقف) می رسد.

هر چه بیشتر بر روی فیلم فشار دهید، ستون مایع اضافی بالاتر، فشار آن بیشتر می شود. از این رو، تغییر فشار را می توان با ارتفاع این ستون اضافی قضاوت کرد.

شکل نشان می دهد که چگونه چنین فشار سنج می تواند فشار داخل یک مایع را اندازه گیری کند. هر چه لوله عمیق تر در مایع غوطه ور شود، اختلاف ارتفاع ستون های مایع در زانویی فشار سنج بیشتر می شود.بنابراین، و فشار بیشتری توسط سیال ایجاد می شود.

اگر جعبه دستگاه را در عمقی داخل مایع نصب کنید و آن را با فیلم به سمت بالا، پهلو و پایین بچرخانید، قرائت گیج فشار تغییر نخواهد کرد. این طوری باید باشد، زیرا در یک سطح در داخل یک مایع، فشار در همه جهات برابر است.

تصویر نشان می دهد فشار سنج فلزی . بخش اصلی چنین فشار سنج یک لوله فلزی است که به داخل لوله خم شده است 1 که یک سر آن بسته است. انتهای دیگر لوله با استفاده از شیر 4 با ظرفی که فشار در آن اندازه گیری می شود ارتباط برقرار می کند. با افزایش فشار، لوله باز می شود. حرکت انتهای بسته آن با استفاده از یک اهرم 5 و دندانه ها 3 به پیکان منتقل می شود 2 ، در نزدیکی مقیاس ابزار حرکت می کند. هنگامی که فشار کاهش می یابد، لوله به دلیل خاصیت ارتجاعی، به موقعیت قبلی خود باز می گردد و فلش به تقسیم صفر مقیاس برمی گردد.

پمپ مایع پیستونی

در آزمایشی که قبلاً در نظر گرفتیم (§ 40)، مشخص شد که آب در لوله شیشه ای، تحت تأثیر فشار اتمسفر، پشت پیستون به سمت بالا افزایش می یابد. این همان چیزی است که عمل بر اساس آن است. پیستونپمپ ها

پمپ به صورت شماتیک در شکل نشان داده شده است. این شامل یک استوانه است که در داخل آن یک پیستون به سمت بالا و پایین حرکت می کند و محکم در مجاورت دیواره های کشتی قرار دارد. 1 . سوپاپ ها در پایین سیلندر و در خود پیستون نصب می شوند 2 ، فقط به سمت بالا باز می شود. هنگامی که پیستون به سمت بالا حرکت می کند، آب تحت تأثیر فشار اتمسفر وارد لوله می شود، شیر پایینی را بلند می کند و پشت پیستون حرکت می کند.

با حرکت پیستون به سمت پایین، آب زیر پیستون به دریچه پایین فشار می آورد و بسته می شود. در همان زمان، تحت فشار آب، دریچه ای در داخل پیستون باز می شود و آب به فضای بالای پیستون جریان می یابد. دفعه بعد که پیستون به سمت بالا حرکت می کند، آب بالای آن نیز بالا می رود و به لوله خروجی می ریزد. در همان زمان، بخش جدیدی از آب از پشت پیستون بالا می‌آید، که وقتی پیستون متعاقباً پایین می‌آید، در بالای آن ظاهر می‌شود و تمام این روش بارها و بارها در حالی که پمپ کار می‌کند تکرار می‌شود.

پرس هیدرولیک.

قانون پاسکال عمل را توضیح می دهد ماشین هیدرولیک (از یونانی هیدرولیک- آب). اینها ماشین هایی هستند که عملکرد آنها بر اساس قوانین حرکت و تعادل سیالات است.

قسمت اصلی یک ماشین هیدرولیک دو سیلندر با قطرهای مختلف است که مجهز به پیستون و یک لوله اتصال است. فضای زیر پیستون ها و لوله با مایع (معمولا روغن معدنی) پر شده است. ارتفاع ستون های مایع در هر دو سیلندر تا زمانی که هیچ نیرویی روی پیستون وارد نشود یکسان است.

حال فرض کنیم که نیروها اف 1 و اف 2- نیروهای وارد بر پیستونها اس 1 و اس 2 - مناطق پیستونی. فشار زیر پیستون اول (کوچک) برابر است ص 1 = اف 1 / اس 1، و زیر دوم (بزرگ) ص 2 = اف 2 / اس 2. طبق قانون پاسکال، فشار به طور یکسان در همه جهات توسط یک سیال در حال سکون منتقل می شود، یعنی. ص 1 = ص 2 یا اف 1 / اس 1 = اف 2 / اس 2، از:

اف 2 / اف 1 = اس 2 / اس 1 .

بنابراین، قدرت اف 2 قدرت چند برابر بیشتر اف 1 , مساحت پیستون بزرگ چند برابر بیشتر از مساحت پیستون کوچک است؟. به عنوان مثال، اگر مساحت پیستون بزرگ 500 سانتی متر مربع و پیستون کوچک 5 سانتی متر مربع باشد و نیروی 100 نیوتن بر پیستون کوچک وارد شود، آنگاه نیرویی 100 برابر بیشتر یعنی 10000 نیوتن خواهد بود. روی پیستون بزرگتر عمل کنید

بنابراین، با کمک یک ماشین هیدرولیک می توان یک نیروی بزرگتر را با یک نیروی کوچک متعادل کرد.

نگرش اف 1 / اف 2 افزایش قدرت را نشان می دهد. به عنوان مثال، در مثال داده شده، افزایش قدرت 10000 نیوتن / 100 نیوتن = 100 است.

ماشین هیدرولیکی که برای پرس (فشردن) استفاده می شود نامیده می شود پرس هیدرولیک .

پرس های هیدرولیک در مواردی که نیاز به نیروی بیشتر است استفاده می شود. به عنوان مثال، برای فشردن روغن از دانه ها در کارخانه های روغن گیری، برای فشار دادن تخته سه لا، مقوا، یونجه. در کارخانه های متالورژی، پرس های هیدرولیک برای ساخت شفت ماشین های فولادی، چرخ های راه آهن و بسیاری از محصولات دیگر استفاده می شود. پرس های هیدرولیک مدرن می توانند نیروهای ده ها و صدها میلیون نیوتن ایجاد کنند.

ساختار پرس هیدرولیک به صورت شماتیک در شکل نشان داده شده است. بدنه فشرده 1 (A) روی یک سکوی متصل به پیستون بزرگ 2 (B) قرار می گیرد. با کمک یک پیستون کوچک 3 (D) فشار زیادی روی مایع ایجاد می شود. این فشار به هر نقطه از سیال پر کننده سیلندرها منتقل می شود. بنابراین فشار یکسان روی پیستون دوم و بزرگتر اعمال می شود. اما از آنجایی که مساحت پیستون دوم (بزرگ) بیشتر از مساحت پیستون کوچک است، نیروی وارد بر آن بیشتر از نیروی وارد بر پیستون 3 (D) خواهد بود. تحت تأثیر این نیرو، پیستون 2 (B) بلند می شود. هنگامی که پیستون 2 (B) بالا می رود، بدنه (A) در برابر سکوی بالایی ثابت قرار می گیرد و فشرده می شود. گیج فشار 4 (M) فشار سیال را اندازه گیری می کند. شیر اطمینان 5 (P) به طور خودکار زمانی که فشار سیال از مقدار مجاز فراتر رفت باز می شود.

از سیلندر کوچک به سیلندر بزرگ، مایع با حرکات مکرر پیستون کوچک 3 (D) پمپ می شود. این کار به صورت زیر انجام می شود. هنگامی که پیستون کوچک (D) بالا می رود، شیر 6 (K) باز می شود و مایع به فضای زیر پیستون کشیده می شود. هنگامی که پیستون کوچک تحت تأثیر فشار مایع پایین می آید، دریچه 6 (K) بسته می شود و دریچه 7 (K") باز می شود و مایع به داخل ظرف بزرگ جریان می یابد.

تأثیر آب و گاز بر جسم غوطه ور در آنها.

در زیر آب به راحتی می توانیم سنگی را که بلند کردن آن در هوا دشوار است بلند کنیم. اگر چوب پنبه ای را زیر آب بگذارید و آن را از دستان خود رها کنید، به سمت بالا شناور می شود. چگونه می توان این پدیده ها را توضیح داد؟

ما می دانیم (§ 38) که مایع به کف و دیواره رگ فشار می آورد. و اگر مقداری جسم جامد در داخل مایع قرار گیرد نیز مانند دیواره های ظرف تحت فشار قرار می گیرد.

اجازه دهید نیروهایی را که از مایع بر جسم غوطه ور در آن وارد می شود در نظر بگیریم. برای آسان‌تر کردن استدلال، جسمی را انتخاب می‌کنیم که به شکل موازی با پایه‌های موازی با سطح مایع باشد (شکل). نیروهای وارد بر وجوه جانبی بدن به صورت جفت مساوی هستند و یکدیگر را متعادل می کنند. تحت تأثیر این نیروها، بدن منقبض می شود. اما نیروهای وارد بر لبه های بالایی و پایینی بدنه یکسان نیستند. لبه بالایی با نیروی از بالا فشار داده می شود اف 1 ستون مایع بالا ساعت 1. در سطح لبه پایین، فشار ستونی از مایع با ارتفاع تولید می کند ساعت 2. این فشار همانطور که می دانیم (§ 37) به داخل مایع در تمام جهات منتقل می شود. در نتیجه در قسمت پایینی بدن از پایین به بالا با نیرو اف 2 یک ستون مایع را بالا فشار می دهد ساعت 2. اما ساعت 2 تا دیگه ساعت 1، بنابراین، مدول نیرو اف 2 ماژول برق دیگر اف 1. بنابراین بدن با قدرت از مایع به بیرون رانده می شود اف Vt برابر با اختلاف نیروها اف 2 - اف 1، یعنی

محبوب:

کلمات قصار و نقل قول در مورد خودکشی

قاتل زودیاک او کیست؟ بیشترین قاتلان زنجیره ای تحت کدام علامت زودیاک متولد شده اند؟ علائم زودیاک نامگذاری شده است که در میان نمایندگان آنها بیشترین دیوانه وجود دارد "چرا در مورد خارج از کشور خواب می بینید؟ نمک زدن و مرینیت کردن قارچ شش مثال از یک رویکرد شایسته برای انحطاط اعداد

جدید

نحوه بازگرداندن سیکل قاعدگی بعد از زایمان:

• جملات شاعرانه چهره زمستانی برای کودکان
• درس زبان روسی "علامت نرم پس از خش خش اسم"
• درخت سخاوتمند (مثل) چگونه می توان با یک پایان خوش برای افسانه درخت سخاوتمند رسید
• طرح درس در مورد دنیای اطراف ما با موضوع "چه زمانی تابستان خواهد آمد؟
• آسیای شرقی: کشورها، جمعیت، زبان، مذهب، تاریخ، مخالف نظریه های شبه علمی تقسیم نژادهای بشری به پایین و بالاتر، حقیقت را به اثبات رساند.
• طبقه بندی دسته بندی های مناسب برای خدمت سربازی
• مال اکلوژن و ارتش مال اکلوژن در ارتش پذیرفته نمی شود
• چرا خواب مادر مرده را زنده می بینید: تعبیر کتاب های رویایی
• متولدین فروردین تحت چه علائم زودیاک هستند؟
• چرا خواب طوفان روی امواج دریا را می بینید؟

حسابداری تسویه حساب با بودجه حساب 68 در حسابداری در خدمت جمع آوری اطلاعات در مورد پرداخت های اجباری به بودجه است که هم به هزینه شرکت کسر می شود و هم ...	کیک پنیر از پنیر در یک ماهیتابه - دستور العمل های کلاسیک برای کیک پنیر کرکی کیک پنیر از 500 گرم پنیر دلمه مواد لازم: (4 وعده) 500 گرم. پنیر دلمه 1/2 پیمانه آرد 1 تخم مرغ 3 قاشق غذاخوری. ل شکر 50 گرم کشمش (اختیاری) کمی نمک جوش شیرین...	سالاد مروارید سیاه با آلو سالاد مروارید سیاه با آلو روز بخیر برای همه کسانی که برای تنوع در رژیم غذایی روزانه خود تلاش می کنند. اگر از غذاهای یکنواخت خسته شده اید و می خواهید لطفا...	دستور العمل لچو با رب گوجه فرنگی لچوی بسیار خوشمزه با رب گوجه فرنگی مانند لچوی بلغاری که برای زمستان تهیه می شود. اینگونه است که ما 1 کیسه فلفل را در خانواده خود پردازش می کنیم (و می خوریم!). و من چه کسی ...

درها. آشپزخانه. اتاق خواب. تاریخچه تعمیرات. مبلمان. سبک داخلی. ابزار و مواد

RSS