Egy férfi síléccel és anélkül.
Az ember nagy nehezen sétál a laza havon, minden lépésnél mélyre süllyed. De miután sílécet vett fel, szinte anélkül tud járni, hogy beleesne. Miért? Síléccel vagy anélkül az ember a súlyával megegyező erővel hat a havon. Ennek az erőnek a hatása azonban mindkét esetben eltérő, mert más a felület, amelyen az ember megnyomja, sílécekkel és síléc nélkül. A sílécek felülete közel 20-szor nagyobb, mint a talpfelület. Ezért síléceken állva az ember a hófelület minden négyzetcentiméterére 20-szor kisebb erővel hat, mint ha síléc nélkül áll a havon.
Egy diák, aki gombokkal újságot tűz a táblára, mindegyik gombra egyenlő erővel hat. Viszont egy élesebb végű gomb könnyebben belemegy a fába.
Ez azt jelenti, hogy az erő eredménye nem csak a modulusától, irányától és alkalmazási pontjától függ, hanem annak a felületnek a területétől is, amelyre kifejtik (amelyre merőlegesen hat).
Ezt a következtetést fizikai kísérletek is megerősítik.
Tapasztalat Egy adott erő hatásának eredménye attól függ, hogy egy egységnyi felületre milyen erő hat.
Egy kis tábla sarkaiba szögeket kell verni. Először a deszkába szúrt szögeket hegyükkel felfelé helyezzük a homokra, és helyezzünk egy súlyt a deszkára. Ebben az esetben a szögfejek csak kissé nyomódnak a homokba. Ezután megfordítjuk a deszkát, és a szélére helyezzük a szögeket. Ebben az esetben a támasztófelület kisebb, és ugyanolyan erő hatására a szögek lényegesen mélyebbre kerülnek a homokba.
Tapasztalat. Második illusztráció.
Ennek az erőnek az eredménye attól függ, hogy milyen erő hat az egyes felületegységekre.
A vizsgált példákban az erők a test felületére merőlegesen hatnak. A férfi súlya merőleges volt a hó felszínére; a gombra ható erő merőleges a tábla felületére.
Azt a mennyiséget, amely megegyezik a felületre merőlegesen ható erő és a felület területének arányával, nyomásnak nevezzük.
A nyomás meghatározásához a felületre merőleges erőt el kell osztani a felülettel:
nyomás = erő / terület.
Jelöljük a kifejezésben szereplő mennyiségeket: nyomás - p, a felületre ható erő az Fés felülete - S.
Ezután megkapjuk a képletet:
p = F/S
Nyilvánvaló, hogy az ugyanazon a területen ható nagyobb erő nagyobb nyomást eredményez.
A nyomás mértékegysége az a nyomás, amelyet 1 N erő hoz létre, amely egy 1 m2-es felületre merőlegesen hat..
Nyomás mértékegysége - newton per négyzetméter (1 N/m2). A francia tudós tiszteletére Blaise Pascal Pascalnak hívják ( Pa). És így,
1 Pa = 1 N/m2.
Más nyomásegységeket is használnak: hektopaskális (hPa) És kilopascal (kPa).
1 kPa = 1000 Pa;
1 hPa = 100 Pa;
1 Pa = 0,001 kPa;
1 Pa = 0,01 hPa.
Írjuk fel a probléma feltételeit és oldjuk meg.
Adott : m = 45 kg, S = 300 cm 2; p = ?
SI mértékegységben: S = 0,03 m2
Megoldás:
p = F/S,
F = P,
P = g m,
P= 9,8 N · 45 kg ≈ 450 N,
p= 450/0,03 N/m2 = 15000 Pa = 15 kPa
"Válasz": p = 15000 Pa = 15 kPa
A nyomás csökkentésének és növelésének módjai.
Egy nehéz lánctalpas traktor 40-50 kPa nyomást fejt ki a talajra, azaz mindössze 2-3-szor nagyobb, mint egy 45 kg-os fiúé. Ez azzal magyarázható, hogy a traktor tömege a lánchajtás miatt nagyobb területen oszlik el. És ezt megállapítottuk minél nagyobb a támasztófelület, annál kisebb nyomást fejt ki ugyanaz az erő erre a támasztékra .
Attól függően, hogy kell-e kicsi, ill magas nyomású, a támogatási terület növekszik vagy csökken. Például annak érdekében, hogy a talaj ellenálljon az építendő épület nyomásának, megnő az alapozás alsó részének területe.
A teherautó gumiabroncsok és a repülőgépek alváza sokkal szélesebb, mint az utasok gumiabroncsai. A sivatagi közlekedésre tervezett autók gumiabroncsai különösen szélesek.
Nehéz járművek, mint például traktor, harckocsi vagy mocsári jármű, amelyeknek nagy a síntartó felülete, mocsaras területeken haladnak át, amelyeket nem lehet áthaladni.
Másrészt kis felülettel kis erővel nagy nyomás generálható. Például, amikor egy gombot benyomunk egy táblába, körülbelül 50 N erővel hatunk rá. Mivel a gomb hegyének területe körülbelül 1 mm 2, az általa keltett nyomás egyenlő:
p = 50 N / 0,000 001 m 2 = 50 000 000 Pa = 50 000 kPa.
Összehasonlításképpen ez a nyomás 1000-szer nagyobb, mint a lánctalpas traktor által a talajra gyakorolt nyomás. Még sok ilyen példát találhatsz.
A vágóeszközök pengéi és a szúróeszközök (kés, olló, vágó, fűrész, tű stb.) hegye speciálisan élezett. Az éles penge kihegyezett éle kis területű, így kis erő is nagy nyomást hoz létre, ezzel a szerszámmal pedig könnyű dolgozni.
Vágó- és szúróeszközök az élő természetben is megtalálhatók: ezek a fogak, karmok, csőrök, tüskék stb. - mindegyik kemény anyagból készült, sima és nagyon éles.
Nyomás
Ismeretes, hogy a gázmolekulák véletlenszerűen mozognak.
Azt már tudjuk, hogy a szilárd anyagokkal és a folyadékokkal ellentétben a gázok kitöltik az egész tartályt, amelyben vannak. Például egy acélhenger a gázok tárolására, egy autógumi belső tömlő vagy egy röplabda. Ebben az esetben a gáz nyomást gyakorol a henger falára, aljára és fedelére, a kamrára vagy bármely más testre, amelyben található. A gáznyomást a nyomáson kívül más tényezők is okozzák szilárd a támaszon.
Ismeretes, hogy a gázmolekulák véletlenszerűen mozognak. Mozgásuk során egymásnak, valamint a gázt tartalmazó tartály falának ütköznek. Egy gázban sok molekula van, ezért becsapódásuk száma igen nagy. Például a levegőmolekulák egy helyiségben 1 cm 2 területű felületre történő becsapódásának számát 1 másodperc alatt huszonhárom számjegyű számként fejezzük ki. Bár az egyes molekulák becsapódási ereje kicsi, az összes molekula hatása az edény falára jelentős - gáznyomást hoz létre.
Így, a gáz nyomását az edény falára (és a gázba helyezett testre) a gázmolekulák becsapódása okozza .
Fontolja meg a következő kísérletet. Helyezzen egy gumilabdát a légszivattyú harangja alá. Kis mennyiségű levegőt tartalmaz, és van szabálytalan alakú. Ezután kiszivattyúzzuk a levegőt a csengő alól. A labda héja, amely körül a levegő egyre ritkább lesz, fokozatosan felfújódik, és szabályos golyó alakját veszi fel.
Hogyan magyarázható ez az élmény?
A sűrített gáz tárolására és szállítására speciális, tartós acélpalackokat használnak.
Kísérletünkben mozgó gázmolekulák folyamatosan ütik a labda falait belül és kívül. A levegő kiszivattyúzásakor a golyó héja körüli harangban lévő molekulák száma csökken. De a labdán belül a számuk nem változik. Ezért a molekuláknak a héj külső falaira gyakorolt ütéseinek száma kisebb lesz, mint a belső falakra gyakorolt ütések száma. A golyót addig fújják fel, amíg gumihéjának rugalmas ereje egyenlővé nem válik a gáznyomás erejével. A labda héja labda alakú. Ez azt mutatja a gáz minden irányban egyformán nyomja a falait. Más szóval, a felület négyzetcentiméterére eső molekuláris hatások száma minden irányban azonos. Minden irányban azonos nyomás jellemző a gázra, és hatalmas számú molekula véletlenszerű mozgásának következménye.
Próbáljuk meg csökkenteni a gáz térfogatát, de úgy, hogy a tömege változatlan maradjon. Ez azt jelenti, hogy a gáz minden köbcentiméterében több molekula lesz, a gáz sűrűsége nő. Ekkor megnő a molekulák falakra gyakorolt hatásainak száma, azaz nő a gáznyomás. Ezt a tapasztalat is megerősítheti.
A képen Aüvegcső látható, melynek egyik vége vékony gumifóliával van lezárva. A csőbe dugattyút helyeznek. Amikor a dugattyú bemozdul, a csőben lévő levegő térfogata csökken, azaz a gáz összenyomódik. A gumifólia kifelé hajlik, jelezve, hogy a légnyomás a csőben megnőtt.
Éppen ellenkezőleg, az azonos tömegű gáz térfogatának növekedésével minden köbcentiméterben csökken a molekulák száma. Ez csökkenti az edény falait érő ütések számát - a gáznyomás csökkenni fog. Valójában, amikor a dugattyút kihúzzák a csőből, a levegő mennyisége megnő, és a film meghajlik az edényben. Ez a légnyomás csökkenését jelzi a csőben. Ugyanez a jelenség figyelhető meg, ha levegő helyett más gáz lenne a csőben.
Így, ha a gáz térfogata csökken, a nyomása növekszik, a térfogat növekedésével pedig a nyomás csökken, feltéve, hogy a gáz tömege és hőmérséklete változatlan marad.
Hogyan változik egy gáz nyomása, ha állandó térfogatra melegítjük? Ismeretes, hogy a gázmolekulák sebessége melegítés hatására nő. Ha gyorsabban mozognak, a molekulák gyakrabban ütköznek a tartály falaiba. Ezenkívül a molekula minden egyes falra gyakorolt hatása erősebb lesz. Ennek eredményeként az edény falai nagyobb nyomást fognak tapasztalni.
Ennélfogva, Minél magasabb a gáz hőmérséklete, annál nagyobb a gáznyomás egy zárt edényben, feltéve, hogy a gáz tömege és térfogata nem változik.
Ezekből a kísérletekből általánosságban arra lehet következtetni A gáznyomás annál gyakrabban és erősebben növekszik az edény falához .
A gázok tárolására és szállítására erősen össze vannak sűrítve. Ugyanakkor nyomásuk nő, a gázokat speciális, nagyon tartós palackokba kell zárni. Az ilyen hengerek például tengeralattjárókban sűrített levegőt és fémhegesztéshez használt oxigént tartalmaznak. Természetesen mindig emlékeznünk kell arra, hogy a gázpalackokat nem lehet fűteni, különösen akkor, ha gázzal vannak feltöltve. Mert, mint már tudjuk, egy robbanás nagyon kellemetlen következményekkel járhat.
Pascal törvénye.
A nyomás a folyadék vagy gáz minden pontjára továbbítódik.
A dugattyú nyomása a golyót megtöltő folyadék minden pontjára továbbítja.
Most gáz.
Ellentétben a szilárd anyagokkal, az egyes rétegek ill finom részecskék a folyadékok és gázok egymáshoz képest minden irányban szabadon mozoghatnak. Elég például egy pohárban enyhén a víz felszínére fújni, hogy a víz megmozduljon. Folyón vagy tavon a legkisebb szellő is hullámzást okoz.
A gáz- és folyadékrészecskék mobilitása magyarázza ezt a rájuk kifejtett nyomás nemcsak az erő irányába, hanem minden pontba továbbítódik. Tekintsük ezt a jelenséget részletesebben.
A képen, A gázt (vagy folyadékot) tartalmazó edényt ábrázol. A részecskék egyenletesen oszlanak el az edényben. Az edényt egy dugattyú zárja le, amely fel-le mozoghat.
Némi erő kifejtésével a dugattyút enyhén befelé kényszerítjük, és összenyomjuk a közvetlenül alatta található gázt (folyadékot). Ekkor a részecskék (molekulák) a korábbinál sűrűbben helyezkednek el ezen a helyen (b. ábra). A mobilitás miatt a gázrészecskék minden irányba mozognak. Ennek eredményeként elrendezésük ismét egységes lesz, de a korábbinál sűrűbb lesz (c. ábra). Ezért a gáznyomás mindenhol növekedni fog. Ez azt jelenti, hogy további nyomást továbbít minden gáz- vagy folyadékrészecskére. Tehát, ha a gázra (folyadékra) a dugattyú közelében lévő nyomás 1 Pa-val nő, akkor minden ponton belül gáz vagy folyadék, a nyomás ugyanannyival lesz nagyobb, mint korábban. Az edény falára, fenekére és dugattyújára nehezedő nyomás 1 Pa-val nő.
A folyadékra vagy gázra kifejtett nyomás minden irányban egyformán terjed bármely pontra .
Ezt az állítást ún Pascal törvénye.
Pascal törvénye alapján könnyen megmagyarázható a következő kísérlet.
Az ábrán egy üreges golyó látható különféle helyeken kis lyukak. A labdához egy cső van rögzítve, amelybe dugattyút helyeznek. Ha megtöltünk egy labdát vízzel, és egy dugattyút nyomunk a csőbe, a víz kifolyik a golyón lévő összes lyukból. Ebben a kísérletben egy dugattyú megnyomja a víz felszínét egy csőben. A dugattyú alatt elhelyezkedő vízrészecskék tömörödve átadják nyomását más, mélyebben fekvő rétegekre. Így a dugattyú nyomása a labdát kitöltő folyadék minden pontjára továbbítódik. Ennek eredményeként a víz egy része az összes lyukból kifolyó azonos patakok formájában kiszorul a labdából.
Ha a golyó megtelik füsttel, akkor amikor a dugattyút a csőbe tolják, egyenlő füstáramok kezdenek kijönni a labda összes lyukából. Ez megerősíti ezt a gázok minden irányban egyformán továbbítják a rájuk kifejtett nyomást.
Nyomás folyadékban és gázban.
A folyadék súlyának hatására a csőben lévő gumi fenék meghajlik.
A folyadékokra, mint minden testre a Földön, hatással van a gravitáció. Ezért minden edénybe öntött folyadékréteg a súlyával nyomást hoz létre, amely Pascal törvénye szerint minden irányban továbbítódik. Ezért a folyadék belsejében nyomás van. Ez tapasztalattal igazolható.
Üvegcsőben alsó lyuk amely vékony gumifóliával van borítva, öntsön vizet. A folyadék súlyának hatására a cső alja meghajlik.
A tapasztalat azt mutatja, hogy minél magasabban van a vízoszlop a gumifilm felett, annál jobban meghajlik. De minden alkalommal, amikor a gumifenék meghajlik, a csőben lévő víz egyensúlyba kerül (leáll), mivel a gravitációs erőn kívül a megfeszített gumifólia rugalmas ereje hat a vízre.
A gumifilmre ható erők az |
mindkét oldalon azonosak. |
Ábra.
Az alja a gravitációs nyomás hatására eltávolodik a hengertől.
A gumifenekű csövet, amibe vizet öntenek, engedjük le egy másik, szélesebb vízzel ellátott edénybe. Látni fogjuk, hogy ahogy a csövet leengedjük, a gumifólia fokozatosan kiegyenesedik. A film teljes kiegyenesítése azt mutatja, hogy a felülről és alulról rá ható erők egyenlőek. A film teljes kiegyenesítése akkor következik be, ha a csőben és az edényben a vízszint egybeesik.
Ugyanez a kísérlet elvégezhető egy csővel is, amelyben gumifólia fedi az oldalsó lyukat, amint az a ábrán látható. Merítsük ezt a vizes csövet egy másik vízzel ellátott edénybe, ahogy az ábrán látható, b. Észre fogjuk venni, hogy a fólia újra kiegyenesedik, amint a vízszint a csőben és az edényben egyenlő lesz. Ez azt jelenti, hogy a gumifóliára ható erők minden oldalon azonosak.
Vegyünk egy edényt, amelynek az alja leeshet. Tegyük egy üveg vízbe. Az alja szorosan hozzá van nyomva az edény széléhez, és nem esik le. Alulról felfelé irányuló víznyomás ereje nyomja.
Óvatosan vizet öntünk az edénybe, és figyeljük az alját. Amint az edényben lévő víz szintje egybeesik az edényben lévő vízszinttel, az leesik az edényről.
Az elválasztás pillanatában az edényben lévő folyadékoszlop felülről lefelé présel, és az azonos magasságú, de az edényben található folyadékoszlop nyomása alulról felfelé halad át az aljára. Mindkét nyomás azonos, de a fenék eltávolodik a hengertől a saját gravitációjának hatására.
A vízzel végzett kísérleteket fentebb leírtuk, de ha víz helyett más folyadékot veszünk, a kísérlet eredménye ugyanaz lesz.
Tehát a kísérletek ezt mutatják A folyadék belsejében nyomás van, és ugyanazon a szinten minden irányban egyenlő. A nyomás a mélységgel nő.
A gázok ebben a tekintetben nem különböznek a folyadékoktól, mert súlyuk is van. De emlékeznünk kell arra, hogy a gáz sűrűsége több százszor kisebb, mint a folyadék sűrűsége. Az edényben lévő gáz súlya kicsi, „súly” nyomása sok esetben figyelmen kívül hagyható.
Az edény fenekére és falaira gyakorolt folyadéknyomás kiszámítása.
Az edény fenekére és falaira gyakorolt folyadéknyomás kiszámítása.
Nézzük meg, hogyan számíthatja ki a folyadék nyomását az edény alján és falán. Először oldjuk meg a feladatot egy négyszögletes paralelepipedon alakú érre.
Kényszerítés F, amellyel az ebbe az edénybe öntött folyadék az alját nyomja, egyenlő a súllyal P folyadék a tartályban. A folyadék tömege a tömegének ismeretében határozható meg m. A tömeg, mint tudod, a következő képlettel számítható ki: m = ρ·V. Az általunk választott edénybe öntött folyadék térfogata könnyen kiszámítható. Ha egy edényben lévő folyadékoszlop magasságát betűvel jelöljük hés az edény aljának területe S, Azt V = S h.
Folyékony tömeg m = ρ·V, vagy m = ρ S h .
Ennek a folyadéknak a súlya P = g m, vagy P = g ρ S h.
Mivel egy folyadékoszlop tömege egyenlő azzal az erővel, amellyel a folyadék az edény alját nyomja, akkor a tömeg elosztásával P A térre S, megkapjuk a folyadéknyomást p:
p = P/S vagy p = g·ρ·S·h/S,
Kaptunk egy képletet az edény alján lévő folyadék nyomásának kiszámításához. Ebből a képletből egyértelmű, hogy a folyadék nyomása az edény alján csak a folyadékoszlop sűrűségétől és magasságától függ.
Ezért a kapott képlet segítségével kiszámíthatja az edénybe öntött folyadék nyomását bármilyen alakú(Szigorúan véve számításunk csak olyan edényekre alkalmas, amelyeknek egyenes prizma és henger alakúak. Az intézet fizika kurzusain bebizonyosodott, hogy a képlet tetszőleges alakú edényre is igaz). Ezenkívül az edény falára nehezedő nyomás kiszámítására is használható. A folyadékon belüli nyomást, beleértve a nyomást alulról felfelé, szintén ezzel a képlettel számítjuk ki, mivel a nyomás azonos mélységben minden irányban azonos.
A nyomás kiszámításakor a képlet segítségével p = gρh sűrűségre van szüksége ρ kilogramm/köbméterben kifejezve (kg/m3), valamint a folyadékoszlop magassága h- méterben (m), g= 9,8 N/kg, akkor a nyomást pascalban (Pa) fejezzük ki.
Példa. Határozza meg az olaj nyomását a tartály alján, ha az olajoszlop magassága 10 m és sűrűsége 800 kg/m 3.
Írjuk fel a probléma állapotát, és írjuk le.
Adott :
ρ = 800 kg/m 3
Megoldás :
p = 9,8 N/kg · 800 kg/m 3 · 10 m ≈ 80 000 Pa ≈ 80 kPa.
Válasz : p ≈ 80 kPa.
Kommunikációs erek.
Kommunikációs erek.
Az ábrán két edény látható, amelyek gumicsővel vannak összekötve egymással. Az ilyen hajókat hívják kommunikál. Egy öntözőkanna, egy teáskanna, egy kávéskanna példák a kommunikáló edényekre. Tapasztalatból tudjuk, hogy például egy öntözőkannába öntött víz mindig azonos szinten van a kifolyócsőben és a belsejében.
Gyakran találkozunk kommunikáló erekkel. Például lehet teáskanna, öntözőkanna vagy kávéskanna. |
A homogén folyadék felületei azonos szinten vannak beépítve bármilyen alakú, egymással érintkező edénybe. |
Különböző sűrűségű folyadékok. |
A következő egyszerű kísérlet végezhető kommunikáló erekkel. A kísérlet elején a gumicsövet a közepébe szorítjuk, és az egyik csőbe vizet öntünk. Ezután kinyitjuk a bilincset, és a víz azonnal befolyik a másik csőbe, amíg a vízfelület mindkét csőben egy szintre nem kerül. Az egyik csövet rögzítheti egy állványra, a másikat pedig felemelheti, leengedheti vagy döntheti különböző irányba. És ebben az esetben, amint a folyadék megnyugszik, szintje mindkét csőben kiegyenlítődik.
Bármilyen alakú és keresztmetszetű összekötő edényekben a homogén folyadék felületei azonos szintre vannak állítva(feltéve, hogy a folyadék feletti légnyomás azonos) (109. ábra).
Ez a következőképpen igazolható. A folyadék nyugalomban van anélkül, hogy egyik edényből a másikba mozogna. Ez azt jelenti, hogy a nyomás mindkét edényben bármely szinten azonos. A folyadék mindkét edényben azonos, azaz azonos a sűrűsége. Ezért a magasságának azonosnak kell lennie. Amikor felemelünk egy edényt vagy folyadékot töltünk bele, a nyomás megnő, és a folyadék egy másik edénybe kerül, amíg a nyomások ki nem egyensúlyoznak.
Ha egy sűrűségű folyadékot öntünk az egyik összekötő edénybe, és egy másik sűrűségű folyadékot öntünk a másodikba, akkor egyensúlyi állapotban ezeknek a folyadékoknak a szintje nem lesz azonos. És ez érthető. Tudjuk, hogy a folyadék nyomása az edény alján egyenesen arányos az oszlop magasságával és a folyadék sűrűségével. És ebben az esetben a folyadékok sűrűsége eltérő lesz.
Ha a nyomások egyenlőek, akkor a nagyobb sűrűségű folyadékoszlop magassága kisebb lesz, mint egy kisebb sűrűségű folyadékoszlop magassága (ábra).
Tapasztalat. Hogyan határozzuk meg a levegő tömegét.
Levegősúly. Légköri nyomás.
Létezés légköri nyomás.
A légköri nyomás nagyobb, mint a ritkított levegő nyomása az edényben.
A levegőre, mint minden testre a Földön, hatással van a gravitáció, ezért a levegőnek súlya van. A levegő tömege könnyen kiszámítható, ha ismeri a tömegét.
Kísérletileg megmutatjuk, hogyan kell kiszámítani a levegő tömegét. Ehhez egy tartós, dugós üveggolyót és egy bilinccsel ellátott gumicsövet kell venni. Kiszivattyúzzuk belőle a levegőt, bilinccsel befogjuk a csövet és egyensúlyozzuk a mérlegen. Ezután a gumicsövön lévő bilincset kinyitva engedjen bele levegőt. Ez felborítja a mérleg egyensúlyát. Ennek helyreállításához súlyokat kell helyeznie a mérleg másik serpenyőjére, amelyek tömege megegyezik a labda térfogatában lévő levegő tömegével.
A kísérletek kimutatták, hogy 0 °C hőmérsékleten és normál légköri nyomáson az 1 m 3 térfogatú levegő tömege 1,29 kg. Ennek a levegőnek a tömege könnyen kiszámítható:
P = g m, P = 9,8 N/kg 1,29 kg ≈ 13 N.
A Földet körülvevő levegőhéjat ún légkör (görögből légkör- gőz, levegő és gömb- labda).
A légkör, amint azt a mesterséges földi műholdak repülésének megfigyelései mutatják, több ezer kilométeres magasságig terjed.
A gravitáció hatására a légkör felső rétegei az óceánvízhez hasonlóan összenyomják az alsóbb rétegeket. A közvetlenül a Földdel szomszédos levegőréteg sűrített össze leginkább, és Pascal törvénye szerint minden irányba továbbítja a rá nehezedő nyomást.
Ennek eredményeként a Föld felszíneés a rajta elhelyezkedő testek a levegő teljes vastagságában átélik a nyomást, vagy ahogy ilyenkor mondani szokás, Légköri nyomás .
A légköri nyomás megléte sok olyan jelenséget magyarázhat, amellyel az életben találkozunk. Nézzünk meg néhányat közülük.
Az ábrán egy üvegcső látható, amelynek belsejében egy dugattyú található, amely szorosan illeszkedik a cső falaihoz. A cső végét vízbe engedjük. Ha felemeli a dugattyút, a víz felemelkedik mögötte.
Ezt a jelenséget vízszivattyúkban és néhány más készülékben használják.
Az ábrán egy hengeres edény látható. Dugóval van lezárva, amelybe egy csapot tartalmazó csövet helyeznek. A levegőt egy szivattyú segítségével pumpálják ki az edényből. Ezután a cső végét vízbe helyezzük. Ha most kinyitja a csapot, a víz szökőkútként fog permetezni az edény belsejébe. A víz azért kerül az edénybe, mert a légköri nyomás nagyobb, mint a ritkított levegő nyomása az edényben.
Miért létezik a Föld légburoka?
Mint minden test, a Föld légburokát alkotó gázmolekulák is vonzódnak a Földhöz.
De akkor miért nem zuhan mindegyik a Föld felszínére? Hogyan őrzi meg a Föld légkörét és légkörét? Ennek megértéséhez figyelembe kell vennünk, hogy a gázmolekulák folyamatos és véletlenszerű mozgásban vannak. De akkor felmerül egy másik kérdés: miért nem repülnek el ezek a molekulák a világűrbe, vagyis az űrbe.
Annak érdekében, hogy teljesen elhagyja a Földet, egy molekula, mint pl űrhajó vagy rakéta, nagyon nagy sebességgel kell rendelkeznie (legalább 11,2 km/s). Ez az ún második menekülési sebesség. A legtöbb molekula sebessége a Föld léghéjában ennél lényegesen kisebb szökési sebesség. Ezért legtöbbjüket a gravitáció köti a Földhöz, csak elenyésző számú molekula repül a Földön túl az űrbe.
A molekulák véletlenszerű mozgása és a gravitáció rájuk gyakorolt hatása azt eredményezi, hogy a Föld közelében lévő űrben gázmolekulák „lebegnek”, légburkot, vagy az általunk ismert légkört alkotva.
A mérések azt mutatják, hogy a levegő sűrűsége gyorsan csökken a magassággal. Tehát a Föld felett 5,5 km-es magasságban a levegő sűrűsége kétszer kisebb, mint a Föld felszínén, 11 km-es magasságban - 4-szer kisebb stb. Minél magasabb, annál ritkább a levegő. És végül a legtöbbben felső rétegek(több száz és ezer kilométerrel a Föld felett) a légkör fokozatosan levegőtlen térré változik. A Föld levegőburkának nincs egyértelmű határa.
Szigorúan véve a gravitáció hatására a gáz sűrűsége egyetlen zárt edényben sem azonos az edény teljes térfogatában. Az edény alján a gáz sűrűsége nagyobb, mint a felső részein, ezért a nyomás az edényben nem azonos. Az edény alján nagyobb, mint a tetején. Egy edényben lévő gáz esetében azonban ez a sűrűség- és nyomáskülönbség olyan kicsi, hogy sok esetben teljesen figyelmen kívül hagyható, csak tudni kell róla. De egy több ezer kilométeres légkör esetében ez a különbség jelentős.
Légköri nyomás mérése. Torricelli tapasztalata.
Lehetetlen a légköri nyomás kiszámítása a folyadékoszlop nyomásának kiszámítására szolgáló képlet segítségével (38. §). Egy ilyen számításhoz ismernie kell a légkör magasságát és a levegő sűrűségét. De a légkörnek nincs határozott határa, és a levegő sűrűsége különböző magasságokban eltérő. A légköri nyomást azonban meg lehet mérni egy olasz tudós 17. századi kísérletével Evangelista Torricelli , Galilei tanítványa.
Torricelli kísérlete a következőkből áll: egy körülbelül 1 m hosszú, egyik végén lezárt üvegcsövet megtöltenek higannyal. Ezután a cső második végét szorosan lezárva megfordítják és leengedik egy higanypohárba, ahol a csőnek ezt a végét a higanyszint alatt kinyitják. Mint minden folyadékkal végzett kísérletnél, a higany egy részét a csészébe öntik, egy része pedig a csőben marad. A csőben maradó higanyoszlop magassága körülbelül 760 mm. A cső belsejében a higany felett nincs levegő, levegőtlen tér van, így a cső belsejében lévő higanyoszlopra felülről gáz nem gyakorol nyomást, és nem befolyásolja a méréseket.
Torricelli, aki a fentebb leírt kísérletet javasolta, magyarázatot is adott. A légkör megnyomja a csészében lévő higany felületét. A higany egyensúlyban van. Ez azt jelenti, hogy a nyomás a csőben a szinten van ahh 1 (lásd az ábrát) egyenlő a légköri nyomással. A légköri nyomás változásával a csőben lévő higanyoszlop magassága is megváltozik. A nyomás növekedésével az oszlop meghosszabbodik. A nyomás csökkenésével a higanyoszlop magassága csökken.
A csőben az aa1 szinten lévő nyomást a csőben lévő higanyoszlop súlya hozza létre, mivel a cső felső részében nincs levegő a higany felett. Ebből következik, hogy légköri nyomás megegyezik a csőben lévő higanyoszlop nyomásával , azaz
p atm = p higany
Minél magasabb a légköri nyomás, annál magasabb a higanyoszlop Torricelli kísérletében. Ezért a gyakorlatban a légköri nyomás a higanyoszlop magasságával mérhető (milliméterben vagy centiméterben). Ha például a légköri nyomás 780 Hgmm. Művészet. (higanymilliméternek mondják), ez azt jelenti, hogy a levegő ugyanolyan nyomást termel, mint egy 780 mm magas függőleges higanyoszlop.
Ezért ebben az esetben a légköri nyomás mértékegysége 1 higanymilliméter (1 Hgmm). Keressük meg az egység és az általunk ismert egység közötti kapcsolatot - pascal(Pa).
Az 1 mm magas ρ higanyoszlop nyomása egyenlő:
p = g·ρ·h, p= 9,8 N/kg · 13 600 kg/m 3 · 0,001 m ≈ 133,3 Pa.
Tehát 1 Hgmm. Művészet. = 133,3 Pa.
Jelenleg a légköri nyomást általában hektopascalban mérik (1 hPa = 100 Pa). Például az időjárás-jelentések bejelenthetik, hogy a nyomás 1013 hPa, ami megegyezik 760 Hgmm-rel. Művészet.
A csőben lévő higanyoszlop magasságát naponta megfigyelve Torricelli felfedezte, hogy ez a magasság változik, vagyis a légköri nyomás nem állandó, növekedhet és csökkenhet. Torricelli azt is megjegyezte, hogy a légköri nyomás az időjárás változásaihoz kapcsolódik.
Ha függőleges skálát rögzít a Torricelli kísérletében használt higanycsőhöz, akkor a legegyszerűbb eszközt kapja - higany barométer (görögből baros- nehézkedés, metreo- Mérek). A légköri nyomás mérésére szolgál.
Barométer - aneroid.
A gyakorlatban a légköri nyomás mérésére egy barométer nevű fém barométert használnak. aneroid (görögről fordítva - aneroid). Ezt nevezik barométernek, mert nem tartalmaz higanyt.
Az aneroid megjelenése az ábrán látható. Fő része egy hullámos (hullámos) felületű fémdoboz 1 (lásd a másik ábrát). Ebből a dobozból kiszivattyúzzák a levegőt, és annak megakadályozására, hogy a légköri nyomás összenyomja a dobozt, a fedelét 2 egy rugó felfelé húzza. A légköri nyomás növekedésével a fedél lehajlik és megfeszíti a rugót. A nyomás csökkenésével a rugó kiegyenesíti a kupakot. A rugóra egy 4 jelzőnyíl van rögzítve egy 3 erőátviteli mechanizmus segítségével, amely a nyomás változásával jobbra vagy balra mozog. A nyíl alatt egy skála található, melynek osztásait a higanybarométer leolvasása szerint jelöljük. Így a 750-es szám, amellyel szemben az aneroid nyíl áll (lásd az ábrát), azt mutatja, hogy in Ebben a pillanatban higanybarométerben a higanyoszlop magassága 750 mm.
Ezért a légköri nyomás 750 Hgmm. Művészet. vagy ≈ 1000 hPa.
A légköri nyomás értéke nagyon fontos az elkövetkező napok időjárásának előrejelzéséhez, mivel a légköri nyomás változása az időjárás változásaival függ össze. A barométer a meteorológiai megfigyelések elengedhetetlen eszköze.
Légköri nyomás különböző magasságokban.
A folyadékban a nyomás, mint tudjuk, a folyadék sűrűségétől és oszlopának magasságától függ. Az alacsony összenyomhatóság miatt a folyadék sűrűsége különböző mélységekben közel azonos. Ezért a nyomás kiszámításakor a sűrűségét állandónak tekintjük, és csak a magasság változását vesszük figyelembe.
A gázokkal bonyolultabb a helyzet. A gázok erősen összenyomhatóak. Mivel erősebb gázösszenyomva, annál nagyobb a sűrűsége és annál nagyobb a nyomása. Végül is a gáznyomást molekuláinak a test felületére gyakorolt hatása hozza létre.
A Föld felszínén lévő levegőrétegeket a felettük elhelyezkedő összes levegőréteg összenyomja. De minél magasabb a levegőréteg a felszíntől, annál gyengébb az összenyomás, annál kisebb a sűrűsége. Ezért annál kisebb nyomást termel. Ha például egy léggömb a Föld felszíne fölé emelkedik, akkor a léggömbre nehezedő légnyomás csökken. Ez nem csak azért történik, mert a felette lévő légoszlop magassága csökken, hanem azért is, mert a levegő sűrűsége csökken. Felül kisebb, mint alul. Ezért a légnyomás magasságtól való függése összetettebb, mint a folyadékoké.
A megfigyelések azt mutatják, hogy a tengerszinti területeken a légköri nyomás átlagosan 760 Hgmm. Művészet.
A 760 mm magas higanyoszlop nyomásával megegyező légköri nyomást 0 °C hőmérsékleten normál légköri nyomásnak nevezzük..
Normál légköri nyomás egyenlő 101 300 Pa = 1013 hPa.
Hogyan több magasság tengerszint felett, annál alacsonyabb a nyomás.
Kis emelkedéseknél átlagosan minden 12 m emelkedésnél a nyomás 1 Hgmm-rel csökken. Művészet. (vagy 1,33 hPa-val).
A nyomás magasságtól való függésének ismeretében a barométer leolvasásának megváltoztatásával meghatározhatja a tengerszint feletti magasságot. Olyan aneroidokat nevezünk, amelyeknek van egy skálája, amellyel a tengerszint feletti magasság közvetlenül mérhető magasságmérők . Repülésben és hegymászásban használják.
Nyomásmérő.
Azt már tudjuk, hogy barométereket használnak a légköri nyomás mérésére. A légköri nyomásnál nagyobb vagy kisebb nyomás mérésére használják nyomásmérő (görögből manos- ritka, laza, metreo- Mérek). Vannak nyomásmérők folyékonyÉs fém.
|
|
Nézzük először az eszközt és a műveletet. Nyissa ki a folyadék nyomásmérőjét. Kétlábú üvegcsőből áll, amelybe némi folyadékot öntenek. A folyadék mindkét könyökbe azonos szinten van beépítve, mivel az edény könyökeiben csak a légköri nyomás hat a felületére.
Az ilyen nyomásmérő működésének megértéséhez gumicsővel csatlakoztatható egy kerek lapos dobozhoz, amelynek egyik oldala gumifóliával van borítva. Ha megnyomja az ujját a fólián, a folyadékszint a dobozhoz csatlakoztatott nyomásmérő könyökében csökken, a másik könyökben pedig nő. Mi magyarázza ezt?
A fólia megnyomásakor a dobozban megnő a légnyomás. A Pascal törvénye szerint ez a nyomásnövekedés a nyomásmérő könyökében, amely a dobozhoz van csatlakoztatva, átadódik a folyadéknak. Ezért ebben a könyökben a folyadékra nehezedő nyomás nagyobb lesz, mint a másikban, ahol csak a légköri nyomás hat a folyadékra. A túlnyomás hatására a folyadék elkezd mozogni. A sűrített levegővel ellátott könyökben a folyadék leesik, a másikban felemelkedik. A folyadék egyensúlyba kerül (leáll), amikor a sűrített levegő túlnyomását kiegyenlíti a nyomásmérő másik lábában lévő felesleges folyadékoszlop nyomása.
Minél erősebben nyomja meg a filmet, annál nagyobb a felesleges folyadékoszlop, annál nagyobb a nyomása. Ennélfogva, a nyomás változása ennek a többletoszlopnak a magasságából ítélhető meg.
Az ábra azt mutatja, hogy egy ilyen nyomásmérő hogyan tudja mérni a nyomást egy folyadékban. Minél mélyebbre merül a cső a folyadékba, annál nagyobb lesz a folyadékoszlopok magasságkülönbsége a nyomásmérő könyökeiben., ezért és nagyobb nyomást termel a folyadék.
Ha a készülékdobozt bizonyos mélységben a folyadék belsejébe helyezi, és a fóliával felfelé, oldalra és lefelé fordítja, a nyomásmérő állása nem változik. Ennek így kell lennie, mert a folyadék belsejében azonos szinten a nyomás minden irányban egyenlő.
A képen látható fém nyomásmérő . Az ilyen nyomásmérő fő része egy csőbe hajlított fémcső 1 , melynek egyik vége zárva van. A cső másik végét egy csap segítségével 4 kommunikál azzal az edénnyel, amelyben a nyomást mérik. A nyomás növekedésével a cső kihajlik. Zárt végének mozgatása kar segítségével 5 és a fogak 3 továbbított a nyílra 2 , a műszermérleg közelében mozog. A nyomás csökkenésekor a cső rugalmasságának köszönhetően visszatér korábbi helyzetébe, a nyíl pedig a skála nulla osztásába.
Dugattyús folyadékszivattyú.
A korábban tárgyalt kísérletben (40. §) megállapították, hogy az üvegcsőben lévő víz a légköri nyomás hatására felfelé emelkedett a dugattyú mögött. Ezen alapul az akció. dugattyú szivattyúk
A szivattyú sematikusan látható az ábrán. Egy hengerből áll, amelynek belsejében egy dugattyú fel-le mozog, szorosan az edény falai mellett. 1 . A szelepek a henger aljára és magában a dugattyúban vannak felszerelve 2 , csak felfelé nyílik. Amikor a dugattyú felfelé mozog, a légköri nyomás hatására víz belép a csőbe, felemeli az alsó szelepet, és a dugattyú mögé mozog.
Ahogy a dugattyú lefelé mozog, a dugattyú alatti víz megnyomja az alsó szelepet, és az bezáródik. Ugyanakkor víznyomás alatt a dugattyú belsejében lévő szelep kinyílik, és a víz a dugattyú feletti térbe áramlik. Amikor a dugattyú legközelebb felfelé mozdul, a felette lévő víz is felemelkedik, és a kimeneti csőbe ömlik. Ugyanakkor a dugattyú mögé emelkedik egy új vízrész, amely a dugattyú későbbi leengedésekor megjelenik felette, és ez az egész eljárás újra és újra megismétlődik, miközben a szivattyú működik.
Hidraulikus nyomás.
Pascal törvénye megmagyarázza a cselekvést hidraulikus gép (görögből hidraulika- víz). Ezek olyan gépek, amelyek működése a folyadékok mozgásának és egyensúlyának törvényein alapul.
A hidraulikus gép fő része két különböző átmérőjű henger, amelyek dugattyúkkal és összekötő csővel vannak felszerelve. A dugattyúk és a cső alatti tér folyadékkal (általában ásványolajjal) van feltöltve. A folyadékoszlopok magassága mindkét hengerben azonos mindaddig, amíg a dugattyúkra nem hat erő.
Tegyük fel most, hogy az erők F 1 és F 2 - a dugattyúkra ható erők, S 1 és S 2 - dugattyús területek. Az első (kis) dugattyú alatti nyomás egyenlő p 1 = F 1 / S 1, és a második alatt (nagy) p 2 = F 2 / S 2. Pascal törvénye szerint a nyomást minden irányban egyformán továbbítja a nyugalmi állapotban lévő folyadék, azaz. p 1 = p 2 vagy F 1 / S 1 = F 2 / S 2, innen:
F 2 / F 1 = S 2 / S 1 .
Ezért az erő F 2 annyiszor nagyobb erő F 1 , Hányszor nagyobb a nagy dugattyú területe, mint a kis dugattyúé?. Például, ha a nagy dugattyú területe 500 cm2, a kicsié pedig 5 cm2, és a kis dugattyúra 100 N erő hat, akkor 100-szor nagyobb, azaz 10 000 N erő hat. hat a nagyobb dugattyúra.
Így egy hidraulikus gép segítségével kisebb erővel nagyobb erőt lehet kiegyenlíteni.
Hozzáállás F 1 / F A 2. ábra az erőnövekedést mutatja. Például a megadott példában az erőnövekedés 10 000 N / 100 N = 100.
A préselésre (préselésre) használt hidraulikus gépet ún hidraulikus nyomás .
A hidraulikus préseket ott használják, ahol nagyobb erő szükséges. Például olajpréseléshez magvakból olajmalmokban, rétegelt lemez, karton, széna sajtolására. A kohászati üzemekben a hidraulikus préseket acélgéptengelyek, vasúti kerekek és sok más termék előállításához használják. A modern hidraulikus prések több tíz- és százmillió newtonos erőt képesek kifejteni.
A hidraulikus prés felépítése vázlatosan látható az ábrán. Az 1 (A) préselt testet a 2 nagy dugattyúhoz (B) csatlakoztatott platformra helyezzük. Egy kis dugattyú 3 (D) segítségével nagy nyomás jön létre a folyadékon. Ez a nyomás a hengereket töltő folyadék minden pontjára továbbítja. Ezért ugyanaz a nyomás hat a második, nagyobb dugattyúra. De mivel a 2. (nagy) dugattyú területe nagyobb, mint a kicsi, a rá ható erő nagyobb lesz, mint a 3 (D) dugattyúra ható erő. Ennek az erőnek a hatására a 2 (B) dugattyú felemelkedik. Amikor a 2. dugattyú (B) felemelkedik, az (A) test nekitámaszkodik az álló felső platformnak, és összenyomódik. A 4 (M) nyomásmérő a folyadéknyomást méri. Az 5. biztonsági szelep (P) automatikusan kinyílik, ha a folyadéknyomás meghaladja a megengedett értéket.
A kis hengerből a nagy hengerbe a folyadékot a kis 3 dugattyú (D) ismételt mozgása szivattyúzza. Ez a következőképpen történik. Amikor a kis dugattyú (D) felemelkedik, a 6 (K) szelep kinyílik, és folyadék szívódik be a dugattyú alatti térbe. Ha a kis dugattyút a folyadéknyomás hatására leengedik, a 6 (K) szelep bezárul, a 7 (K") szelep kinyílik, és a folyadék a nagy edénybe áramlik.
A víz és a gáz hatása a bennük elmerült testre.
A víz alatt könnyen felemelhetünk egy nehezen felemelhető követ a levegőben. Ha víz alá teszel egy parafát, és kiengeded a kezedből, fel fog úszni. Hogyan magyarázhatók ezek a jelenségek?
Tudjuk (38. §), hogy a folyadék megnyomja az edény fenekét és falait. És ha valamilyen szilárd testet helyezünk a folyadékba, az is nyomás alá kerül, akárcsak az edény falai.
Tekintsük azokat az erőket, amelyek a folyadékból a belemerült testre hatnak. Az érvelés megkönnyítése érdekében válasszunk olyan testet, amely paralelepipedon alakú, amelynek alapjai párhuzamosak a folyadék felszínével (ábra). A test oldalfelületeire ható erők páronként egyenlőek és kiegyenlítik egymást. Ezen erők hatására a test összehúzódik. De a test felső és alsó szélére ható erők nem azonosak. A felső élt felülről erővel nyomják F 1 oszlop folyadék magas h 1 . Az alsó szél szintjén a nyomás magas folyadékoszlopot hoz létre h 2. Ez a nyomás, mint tudjuk (37. §), a folyadék belsejében minden irányban továbbítódik. Következésképpen a test alsó oldalán alulról felfelé erővel F 2 magasra nyom egy folyadékoszlopot h 2. De h még 2 h 1, tehát az erőmodulus F 2 további tápmodul F 1 . Ezért a testet erővel kiszorítják a folyadékból F Vt, egyenlő az erők különbségével F 2 - F 1, azaz
|
|
De S·h = V, ahol V a paralelepipedon térfogata, és ρ f ·V = m f a folyadék tömege a paralelepipedon térfogatában. Ennélfogva, F out = g m w = P w, azaz felhajtóerő egyenlő a folyadék tömegével a belemerült test térfogatában(a felhajtóerő egyenlő a benne elmerült test térfogatával azonos térfogatú folyadék tömegével). A testet folyadékból kiszorító erő létezése kísérletileg könnyen kimutatható. A képen A rugóra felfüggesztett testet mutat be nyílmutatóval a végén. A nyíl az állványon lévő rugó feszességét jelöli. Amikor a testet a vízbe engedik, a forrás összehúzódik (ábra. b). A rugó ugyanolyan összehúzódása érhető el, ha bizonyos erővel alulról felfelé hat a testre, például megnyomja a kezével (emelje). Ezért a tapasztalatok ezt igazolják a folyadékban lévő testre olyan erő hat, amely kiszorítja a testet a folyadékból. Mint tudjuk, Pascal törvénye a gázokra is vonatkozik. Ezért A gázban lévő testekre olyan erő hat, amely kiszorítja őket a gázból. Ennek az erőnek a hatására a léggömbök felfelé emelkednek. Kísérletileg is megfigyelhető a testet gázból kiszorító erő létezése. A lerövidített pikkelyes serpenyőről egy üveggolyót vagy egy dugóval lezárt nagy lombikot akasztunk. A mérleg kiegyensúlyozott. Ezután egy széles edényt helyezünk a lombik (vagy golyó) alá úgy, hogy az az egész lombikot körülvegye. Az edény meg van töltve szén-dioxiddal, amelynek sűrűsége nagyobb, mint a levegő sűrűsége (ezért a szén-dioxid lesüllyed és kitölti az edényt, kiszorítva belőle a levegőt). Ilyenkor a mérleg egyensúlya megbomlik. A csésze a felfüggesztett lombikkal felfelé emelkedik (ábra). A szén-dioxidba merített lombik nagyobb felhajtóerőt fejt ki, mint a levegőben rá ható erő. Az az erő, amely egy testet kiszorít a folyadékból vagy gázból, ellentétes a testre ható gravitációs erővel. Ezért prolkozmosz). Éppen ezért a vízben néha könnyen felemelünk olyan testeket, amelyeket nehezen tartunk a levegőben. A rugóra egy kis vödör és egy hengeres test van felfüggesztve (a. ábra). Az állványon lévő nyíl jelzi a rugó nyúlását. Megmutatja a test súlyát a levegőben. A test felemelése után az öntőcső szintjéig folyadékkal töltött öntőedényt helyeznek alá. Ezután a test teljesen elmerül a folyadékban (b. ábra). Ahol a folyadék egy részét, amelynek térfogata megegyezik a test térfogatával, kiöntik a kiöntőedényből a pohárba. A rugó összehúzódik, és a rugómutató felemelkedik, jelezve a folyadék testtömegének csökkenését. BAN BEN ebben az esetben A gravitáció mellett egy másik erő hat a testre, kiszorítva azt a folyadékból. Ha egy pohárból folyadékot öntünk a felső vödörbe (azaz azt a folyadékot, amelyet a test kiszorított), akkor a rugómutató visszatér a kiindulási helyzetébe (c ábra).
A tapasztalatok alapján arra lehet következtetni a folyadékba teljesen elmerült testet kinyomó erő egyenlő a folyadék tömegével a test térfogatában . Ugyanezt a következtetést kaptuk a 48. §-ban is. Ha egy hasonló kísérletet végeznének valamilyen gázba merített testtel, az azt mutatná a testet a gázból kinyomó erő is egyenlő a test térfogatában vett gáz tömegével . Azt az erőt, amely a testet folyadékból vagy gázból kilöki, ún Arkhimédeszi erő, a tudós tiszteletére Archimedes , aki először mutatott rá a létezésére és kiszámolta az értékét. Tehát a tapasztalat megerősítette, hogy az arkhimédeszi (vagy felhajtó) erő egyenlő a folyadék tömegével a test térfogatában, azaz. F A = P f = g més. A test által kiszorított mf folyadék tömegét a ρf sűrűségével és a folyadékba merült Vt test térfogatával fejezhetjük ki (mivel Vf - a test által kiszorított folyadék térfogata egyenlő Vt - a bemerült test térfogatával folyadékban), azaz m f = ρ f ·V t Ekkor kapjuk: F A= g·ρés · V T Következésképpen az arkhimédeszi erő a folyadék sűrűségétől, amelybe a test elmerül, és a test térfogatától függ. De ez nem függ például a folyadékba merített test anyagának sűrűségétől, mivel ez a mennyiség nem szerepel a kapott képletben. Határozzuk meg most egy folyadékba (vagy gázba) merített test súlyát. Mivel ebben az esetben a testre ható két erő ellentétes irányú (a gravitációs erő lefelé, az arkhimédeszi erő pedig felfelé), akkor a test tömege a folyadékban P 1 kisebb súly testek vákuumban P = g m az arkhimédeszi erőről F A = g m w (hol m g - a test által kiszorított folyadék vagy gáz tömege). És így, ha egy testet folyadékba vagy gázba merítünk, akkor annyit veszít a súlyából, amennyit az általa kiszorított folyadék vagy gáz súlya. Példa. Határozza meg a tengervízben 1,6 m 3 térfogatú kőre ható felhajtóerőt! Írjuk fel a probléma feltételeit és oldjuk meg. Amikor az úszó test eléri a folyadék felszínét, akkor további felfelé mozgásával az arkhimédeszi erő csökken. Miért? Hanem azért, mert a folyadékba merült testrész térfogata csökkenni fog, és az arkhimédeszi erő egyenlő a folyadék súlyával a belemerült testrész térfogatában. Amikor az arkhimédészi erő egyenlővé válik a gravitációs erővel, a test megáll és a folyadék felszínén lebeg, részben belemerülve. Az így kapott következtetés kísérletileg könnyen ellenőrizhető. Öntsön vizet a vízelvezető edénybe a vízelvezető cső szintjéig. Ezt követően az úszótestet az edénybe merítjük, miután előzőleg lemértük a levegőben. A vízbe ereszkedés után a test a benne elmerült testrész térfogatával megegyező mennyiségű vizet szorít ki. A víz lemérése után azt találjuk, hogy a súlya (Archimédesi erő) megegyezik a lebegő testre ható gravitációs erővel, vagy ennek a testnek a tömegével a levegőben. Miután elvégezte ugyanazokat a kísérleteket bármely más, különböző folyadékokban – vízben, alkoholban, sóoldatban – lebegő testtel, biztos lehet benne, hogy ha egy test folyadékban lebeg, akkor az általa kiszorított folyadék tömege megegyezik a test tömegével a levegőben. Ezt könnyű bizonyítani ha a szilárd anyag sűrűsége nagyobb, mint a folyadék sűrűsége, akkor a test elsüllyed egy ilyen folyadékban. Ebben a folyadékban egy kisebb sűrűségű test úszik. Egy vasdarab például elsüllyed a vízben, de lebeg a higanyban. Az a test, amelynek sűrűsége megegyezik a folyadék sűrűségével, egyensúlyban marad a folyadék belsejében. A jég lebeg a víz felszínén, mert sűrűsége kisebb, mint a víz sűrűsége. Minél kisebb a test sűrűsége a folyadék sűrűségéhez képest, annál kevésbé merül el a test egy része a folyadékban . A test és a folyadék azonos sűrűsége esetén a test bármilyen mélységben lebeg a folyadék belsejében. Két egymással nem elegyedő folyadék, például víz és kerozin található egy edényben sűrűségüknek megfelelően: az edény alsó részében - sűrűbb víz (ρ = 1000 kg/m3), felül - könnyebb kerozin (ρ = 800 kg). /m3) . A vízi környezetben élő élőlények átlagos sűrűsége alig tér el a víz sűrűségétől, így súlyukat szinte teljesen kiegyenlíti az arkhimédeszi erő. Ennek köszönhetően a vízi állatoknak nincs szükségük olyan erős és masszív csontvázakra, mint a szárazföldieknek. Ugyanezen okból a vízinövények törzse rugalmas. A hal úszóhólyagja könnyen változtatja a térfogatát. Amikor egy hal az izmok segítségével nagyobb mélységbe ereszkedik, és megnő a rá nehezedő víznyomás, a buborék összehúzódik, a hal testének térfogata csökken, és nem lökdösik felfelé, hanem lebeg a mélyben. Így a hal bizonyos határok között szabályozhatja merülésének mélységét. A bálnák tüdejük kapacitásának csökkentésével és növelésével szabályozzák merülésük mélységét. Hajók vitorlázása.A folyókon, tavakon, tengereken és óceánokon közlekedő hajók különböző sűrűségű anyagokból épülnek fel. A hajók törzse általában acéllemezekből készül. Minden belső rögzítés, amely a hajók szilárdságát adja, szintén fémből készül. Hajók építésére használták különféle anyagok, amelynek sűrűsége nagyobb és kisebb a vízhez képest. Hogyan úsznak, szállnak fel és szállítanak nagy rakományt a hajók? Egy úszó testtel végzett kísérlet (50. §) kimutatta, hogy a test víz alatti részével annyi vizet szorít ki, hogy ennek a víznek a súlya megegyezik a levegőben lévő test tömegével. Ez minden hajóra igaz. A hajó víz alatti része által kiszorított víz tömege megegyezik a hajó tömegével a levegőben lévő rakományral vagy a rakományra ható gravitációs erővel. Azt a mélységet, ameddig a hajó vízbe merül, ún tervezet . A legnagyobb megengedett merülést a hajótesten egy piros vonallal jelölik, ún víz vonal (hollandból. víz- víz). Az a víz tömege, amelyet egy edény a vízvonalhoz merülve kiszorít egyenlő az erővel a rakományos hajóra ható gravitációt a hajó elmozdulásának nevezzük. Jelenleg 5 000 000 kN (5 × 10 6 kN) vagy annál nagyobb vízkiszorítású hajókat építenek kőolaj szállítására, azaz a rakománnyal együtt legalább 500 000 tonna (5 × 10 5 t) tömegű hajók. Ha az elmozdulásból kivonjuk magának az edénynek a súlyát, akkor megkapjuk ennek az edénynek a teherbírását. A teherbírás a hajó által szállított rakomány tömegét mutatja. Hajóépítés létezett az ókori Egyiptomban, Föníciában (úgy tartják, hogy a föníciaiak voltak az egyik legjobb hajóépítők) és az ókori Kínában. Oroszországban a hajóépítés a 17. és 18. század fordulóján kezdődött. Többnyire hadihajókat építettek, de Oroszországban épült az első jégtörő és motoros hajó belső égés, atomjégtörő"Sarkvidéki". Repülés.
A Montgolfier testvérek bálját leíró rajz 1783-ból: „Nézet és pontos méretek"The Balloon Globe", ami az első volt. 1786 Ősidők óta az emberek arról álmodoztak, hogy a tengeren úszva a felhők felett repülhetnek, úszhatnak a levegő óceánjában. A repüléshez Eleinte olyan léggömböket használtak, amelyeket felmelegített levegővel, hidrogénnel vagy héliummal töltöttek meg. Ahhoz, hogy egy léggömb a levegőbe emelkedjen, szükséges, hogy az arkhimédeszi erő (felhajtóerő) F A labdára ható hatás nagyobb volt, mint a gravitációs erő F nehéz, azaz. F A > F nehéz Ahogy a labda felemelkedik, a rá ható arkhimédészi erő csökken ( F A = gρV), mivel a légkör felső rétegeinek sűrűsége kisebb, mint a Föld felszínének sűrűsége. Ahhoz, hogy magasabbra emelkedjen, egy speciális ballasztot (súlyt) ejtenek le a labdáról, és ez megkönnyíti a labdát. Végül a labda eléri a maximális emelési magasságát. A golyó kioldásához a héjból a gáz egy részét egy speciális szelep segítségével szabadítják fel. Vízszintes irányban a léggömb csak a szél hatására mozog, ezért nevezik ballon (görögből aer- levegő, stato- állva). Nem is olyan régen hatalmas léggömböket használtak a légkör és a sztratoszféra felső rétegeinek tanulmányozására - sztratoszférikus léggömbök . Mielőtt megtanulták, hogyan kell nagy repülőgépeket építeni az utasok és a rakomány légi szállítására, irányított léggömböket használtak. léghajók. Hosszúkás alakúak, a karosszéria alatt egy gondola van felfüggesztve, amely meghajtja a légcsavart. A léggömb nem csak magától emelkedik fel, hanem néhány rakományt is fel tud emelni: a kabint, embereket, műszereket. Ezért annak megállapításához, hogy egy léggömb milyen terhelést képes felemelni, meg kell határozni emel. Legyen például egy 40 m 3 térfogatú héliummal töltött ballon a levegőbe. A golyó héját kitöltő hélium tömege egyenlő lesz: Ez azt jelenti, hogy ez a labda 520 N - 71 N = 449 N súlyú terhet képes felemelni. Ez az emelőereje. Egy azonos térfogatú, de hidrogénnel töltött ballon 479 N terhelést képes felemelni. Ez azt jelenti, hogy az emelőereje nagyobb, mint a héliummal töltött balloné. De a héliumot még mindig gyakrabban használják, mivel nem ég, és ezért biztonságosabb. A hidrogén gyúlékony gáz. Sokkal könnyebb felemelni és leengedni egy forró levegővel töltött léggömböt. Ehhez egy égő található a golyó alsó részén található lyuk alatt. Segítségével gázégő szabályozhatja a labda belsejében lévő levegő hőmérsékletét, ezáltal sűrűségét és felhajtóerejét. Ahhoz, hogy a labda magasabbra emelkedjen, elegendő a benne lévő levegőt erősebben felmelegíteni az égő lángjának növelésével. Ahogy az égő lángja csökken, a golyóban lévő levegő hőmérséklete csökken, és a golyó lefelé esik. Kiválaszthat egy olyan labdahőmérsékletet, amelynél a labda és a kabin súlya megegyezik a felhajtóerővel. Ekkor a labda a levegőben fog lógni, és könnyű lesz megfigyelni belőle. Ahogy a tudomány fejlődött, úgy fejlődött jelentős változásokat a repüléstechnikában. Lehetővé vált új héjak használata léggömbökhöz, amelyek tartósak, fagyállóak és könnyűek lettek. A rádiótechnika, az elektronika és az automatizálás terén elért előrelépések lehetővé tették a pilóta nélküli léggömbök tervezését. Ezeket a ballonokat légáramlatok tanulmányozására, földrajzi és orvosbiológiai kutatásokra használják a légkör alsóbb rétegeiben. Utasítás megtalálja nyomás ideál gázátlagos sebesség, egy molekula tömege és koncentráció értékei esetén a P=⅓nm0v2 képlet szerint, ahol n a koncentráció (grammban vagy mol per literben), m0 egy molekula tömege. Kiszámítja nyomás ha tudja a hőmérsékletet gáz koncentrációja pedig a P=nkT képlet alapján, ahol k a Boltzmann-állandó (k=1,38·10-23 mol·K-1), T a hőmérséklet az abszolút Kelvin-skálán. megtalálja nyomás a Mendelejev-Clayperon egyenlet két ekvivalens változatából az ismert értékektől függően: P=mRT/MV vagy P=νRT/V, ahol R az univerzális gázállandó (R=8,31 J/mol K), ν - in mol, V – térfogat gáz m3-ben. Ha a problémameghatározás megadja az átlagos molekulát gázés koncentrációja, találja meg nyomás a P=⅔nEк képlet segítségével, ahol Eк a kinetikus energia J-ben. megtalálja nyomás gáztörvényekből - izokhorikus (V = állandó) és izoterm (T = állandó), ha adott nyomás az egyik államban. Izochor folyamatban a nyomásviszony két állapotban egyenlő a következő aránnyal: P1/P2=T1/T2. A második esetben, ha a hőmérséklet állandó marad, a nyomás szorzata gáz térfogata szerint az első állapotban megegyezik a második állapotban lévő szorzattal: P1·V1=P2·V2. Adja meg az ismeretlen mennyiséget. A gőz parciális nyomásának számításakor, ha a hőmérséklet és a levegő a feltételben adott, fejezzük ki nyomás a φ/100=Р1/Р2 képletből, ahol φ/100 relatív páratartalom, Р1 részleges nyomás vízgőz, P2 - maximális érték vízgőz adott hőmérsékleten. A számítás során használja a maximális gőznyomás (maximális parciális nyomás) hőmérséklettől való függésének táblázatait Celsius fokban. Használjon aneroid barométert vagy higanybarométert a pontosabb leolvasás érdekében, ha gáznyomást kell számolnia egy kísérlet során vagy laboratóriumi munka. Egy edényben vagy palackban lévő gáznyomás méréséhez használjon hagyományos vagy elektronikus nyomásmérőt. Források:
Kibírja a vödör, ha vizet öntünk bele? Mi van, ha nehezebb folyadékot öntesz oda? A kérdés megválaszolásához számolni kell nyomás, amelyet a folyadék egy adott edény falára gyakorol. Ez nagyon gyakran szükséges a gyártás során - például tartályok vagy tartályok gyártása során. Különösen fontos a tartályok szilárdságának kiszámítása, ha arról beszélünk ról ről veszélyes folyadékok. Szükséged lesz
Utasítás Források:
Még kis erőfeszítéssel is jelentőset hozhat létre nyomás. Ehhez csak egy kis területre kell koncentrálni ezt az erőfeszítést. Ezzel szemben, ha egy jelentős erő egyenletesen oszlik el nagy területen, nyomás viszonylag kicsi lesz. Ahhoz, hogy pontosan megtudja, melyiket, számítást kell végeznie.
Utasítás Ha a feladat nem az erőt, hanem a terhelés tömegét mutatja, számítsa ki az erőt a következő képlettel: F = mg, ahol F az erő (N), m a tömeg (kg), g a gyorsulás szabadesés, egyenlő 9,80665 m/s². Ha a feltételek a terület helyett annak a területnek a geometriai paramétereit jelölik, amelyen kiderül nyomás, először számítsa ki ennek a területnek a területét. Például egy téglalap esetében: S=ab, ahol S a terület (m²), a hossza (m), b a szélesség (m) Kör esetén: S=πR², ahol S a terület (m²), π a "pi" szám, 3,1415926535 (dimenzió nélküli érték), R - sugár (m). Utána járni nyomás, oszd el az erőt a területtel: P=F/S, ahol P - nyomás(Pa), F - erő (n), S - terület (m²). Az exportra szánt áruk kísérődokumentációjának elkészítésekor szükség lehet kifejezni nyomás font per négyzethüvelyk (PSI – font per négyzethüvelyk). Ebben az esetben használja a következő arányt: 1 PSI = 6894,75729 Pa. Az orvostudományban a szisztolés nyomás az artériákban kialakuló vérnyomás, amikor a szívizom összehúzódik, a diasztolés nyomás pedig az a nyomás, amikor a szívizom ellazul. Bár mindkét intézkedés önmagában is fontos, bizonyos célokra (például annak megállapítására, hogy a szervek mennyire vannak vérrel ellátva) fontos tudni az átlagos artériás nyomást is. Ez az érték könnyen kiszámítható a következő képlettel: (2(DBP)+SBP)/3, ahol a DBP diasztolés nyomás, az SBP pedig a szisztolés nyomás. Lépések1. rész Képletek használata az átlag meghatározásához vérnyomás
Mérje meg a vérnyomását. Az átlagos artériás nyomás kiszámításához ismernie kell a szisztolés és a diasztolés nyomást. Ha még nem tudja a vérnyomását, mérje meg. Sok különböző (és néha bizarr) módszer létezik a meghatározásra vérnyomás, de mindent, ami ahhoz kell, hogy többet vagy kevesebbet szerezzen megbízható eredmény A mérések egy tonométer és egy fonendoszkóp. Emlékeztetőül: a szisztolés nyomás a nyomásmérő azon értéke, amelynél az első ütést hallja a fonendoszkópon keresztül, a diasztolés nyomás pedig az az érték, amelynél már nem hallja a szívverést. 2. rész Az átlagos artériás nyomás becslése
Az átlagos artériás nyomás "normál" értékei. A szisztolés és diasztolés vérnyomáshoz hasonlóan az átlagos artériás nyomásértékek bizonyos tartománya "normálisnak" tekinthető egy egészséges ember számára. Bár néhány egészséges emberek Az átlagos artériás nyomásértékek ezeken a tartományokon kívül eshetnek, és veszélyes szív- és érrendszeri állapotok kialakulásának lehetőségére is utalhatnak. Általában az átlagos artériás nyomásértékek belül vannak 70-110 Hgmm. Művészet. normálisnak tekinthetők. Forduljon szakemberhez, ha az átlagos artériás vagy vérnyomásértékei abnormálisak. Ha átlagos nyugalmi vérnyomása a normál tartományon kívül esik, bár valószínűleg nincs veszélyben, konzultáljon orvosával a további vizsgálatokról. Ugyanez vonatkozik a nem szabványos nyugalmi szisztolés és diasztolés nyomásértékekre (amelyek 120, illetve 80 Hgmm-nek kell lenniük). Ne halogassa az orvos látogatását – sok van szív-és érrendszeri betegségek jól reagálnak a kezelésre, ha még azelőtt észreveszik, hogy komoly problémává válnának. Az átlagos artériás nyomást befolyásoló állapotok. Fontos tudni, hogy bizonyos betegségeknél és bizonyos gyógyszerek szedése során megváltozik a „normálisnak” tekintett artériás nyomás észlelése. Ezekben az esetekben az orvos gondoskodik arról, hogy az átlagos artériás nyomás ne lépje túl az új határértékeket, és ne vezessen súlyos szövődményekhez. Ha nem biztos abban, hogy egy egészségügyi állapota vagy az Ön által szedett gyógyszerek hogyan befolyásolják normál vérnyomását, azonnal forduljon orvosához: 3. rész Vérnyomás mérés
Figyelmeztetések
A vérnyomás (BP) mérésére tonométert használnak, amely a szisztolés és a diasztolés értékeket mutatja. Ezen információk alapján az orvos képes lesz megállapítani a beteg állapotát. Ha a mutatók egy vagy másik irányba eltérnek a normától, akkor helyesen diagnosztizálhatja és hatékony kezelést írhat elő. táblázat: Napi átlagos vérnyomásértékek Hogyan kell helyesen kiszámítani az SBP-t a képlet segítségévelMinden embernek képesnek kell lennie arra, hogy önállóan meghatározza az átlagos artériás nyomást, még akkor is, ha nem szenved a vérnyomás változásától. Ez a mutató nem egyenlő a számtani átlaggal a felső és a között alsó határok, mert be klinikai gyakorlat ezt mindenek nyomásának hívják Szívműködés. Az SBP képlettel számítható, és akkor tekinthető normálisnak, ha értéke 80-95 mm között ingadozik. rt. Művészet.
Ezért szükséges a vérnyomás pontos mérése tonométer és sztetoszkóp segítségével. A szisztolés nyomás akkor jelenik meg a nyomásmérőn, amikor a pulzáció első üteme hallható fonendoszkópon vagy sztetoszkópon keresztül. A diasztolés abban a pillanatban jön létre, amikor a szívverés már nem észlelhető. Az SBP ezzel a képlettel történő kiszámításának egyenlete meglehetősen egyszerű és érthető. A pontos számításhoz ki kell vonni a diasztolés nyomást a szisztolés nyomásból, majd a kapott eredményt el kell osztani hárommal. A diasztolés vérnyomásértékeket hozzá kell adni a kapott válaszhoz - az eredmény az SBP érték lesz. Рm = A/3 + Pd; Ahol Рm- átlagos dinamikus artériás vérnyomás (Hgmm); A- impulzusnyomás (Hgmm); Рd- minimális vagy diasztolés artériás vérnyomás (Hgmm). Számítás a Wetzler és Roger rendszer szerintHa követi ezt a képletet, a számítások a következők lesznek:
Pm = 0,42Рs + 0,58Рd; ahol Рs szisztolés, ill maximális nyomás, Рd - diasztolés, vagy minimális vérnyomás (Hgmm). Ezen képletek egyikével önállóan is számolhat átlagos vérnyomást, de a pontos eredmény eléréséhez számológépet kell használnia. Normál vérnyomásMinden ember munkahelyi vérnyomása egyéni! Az életkor előrehaladtával kissé növekedhet, de ez nem tekinthető patológiának. Az általánosan elfogadott szabványok szerint az emberi vérnyomást a következőkre osztják:
Nál nél motoros tevékenység A vérnyomás a szervezet szükségletei miatt emelkedik. 20 Hgmm-rel változik. Művészet. egyik vagy másik irányban normálisnak tekinthető, de ezeket az adatokat nem használják az SBP kiszámításához.
Hogyan kell helyesen mérni a vérnyomástA vérnyomás pontos méréséhez jó minőségű és kényelmes tonométert kell választania.
Többféle típusban kaphatók:
Szabályos kézi hangszerek A kórházakban gyakran alkalmazott mérések bizonyos készségeket igényelnek. De olcsóbbak, mint félautomata és automata társaik. Minden készülék működési elve ugyanaz! Mandzsettát helyeznek az alkarra vagy a csuklóra, és levegővel töltik fel, hogy a szükséges nyomást hozzon létre az artériában. Ezután a levegő fokozatosan felszabadul. Ugyanakkor vérnyomásmérés a Korotkoff módszerrel kézi vérnyomásmérő sztetoszkópot kell használnia. Lehetővé teszi, hogy felfogja az artériában a változás során fellépő zajt. Az automatikus és félautomata vérnyomásmérőkben a pulzust és a nyomást maga a készülék rögzíti. Csak abban különböznek egymástól, hogy az első esetben a levegőt egy motor, a másodikban pedig egy kézi izzó pumpálja a mandzsettába. Az ezen eszközökkel végzett diagnózis után kapott eredmények általában három szám formájában jelennek meg. Az első a szisztolés nyomás, a második a diasztolés, a harmadik a pulzus. A vérnyomás pontos méréséhez számos szabályt kell követnie:
Ha nincsenek utasítások, akkor emlékeznie kell arra, hogy az alkar tonométereiben a mandzsettát kissé a könyök fölé kell helyezni. Beépített mikrofonnal rendelkező eszköz használatakor a membránnak az artéria áthaladó kanyarulatának belső oldalán kell lennie. A kézi és félautomata eszközök bizonyos nyomást igényelnek a mandzsettában. Fel kell pumpálni a levegőt az izzóval 30 Hgmm értékre. Művészet. a várható felső értékre. Ez nem kötelező az automata modelleknél.
Önkontroll naplóMinden mérési mutatót külön naplóban kell rögzíteni. A háziorvossal konzultálva ez segít gyorsan előírni a hatékony kezelést. Példa a hipertóniás naplóra
Végezzünk egy kísérletet. Vegyünk egy kis deszkát, amelynek sarkaiba négy szög van beütve, és tegyük felfelé, hegyekkel a homokra. Helyezzen rá egy súlyt (81. ábra). Látni fogjuk, hogy a szögfejek csak enyhén nyomódnak a homokba. Ha újra és újra megfordítjuk a deszkát (a súllyal együtt) a homokra helyezzük, akkor a szögek most sokkal mélyebben fognak belemenni (82. ábra). Mindkét esetben a deszka súlya azonos volt, de a hatás más. Miért? A teljes különbség a vizsgált esetekben az volt, hogy az egyik esetben nagyobb, a másikban kisebb volt a felület, amelyen a körmök feküdtek. Hiszen először a szögek feje érte a homokot, majd a hegyük. Látjuk, hogy az ütközés eredménye nem csak attól függ, hogy a test milyen erővel nyomja a felületet, hanem a felület területétől is. Emiatt a laza havon csúszni tudó síléceken azonnal beleesik, amint leveszi a sílécet (83. ábra). A felületre merőleges erőt ún nyomóerő erre a felületre. A nyomáserőt nem szabad összetéveszteni a nyomással. Nyomás egy fizikai mennyiség, amely egyenlő az adott felületre kifejtett nyomáserő és a felület területéhez viszonyított arányával: p - nyomás, F - nyomóerő, S - terület. Tehát a nyomás meghatározásához el kell osztani a nyomáserőt azzal a felülettel, amelyre a nyomást alkalmazzák. Ugyanazon erő mellett a nyomás nagyobb, ha a támasztófelület kisebb, és fordítva, minél nagyobb a támasztófelület, annál kisebb a nyomás. Azokban az esetekben, amikor a nyomóerő a felszínen elhelyezkedő test súlya (F = P = mg), a test által kifejtett nyomás a képlet segítségével határozható meg. Ha a p nyomás és az S terület ismert, akkor az F nyomóerő meghatározható; Ehhez meg kell szoroznia a nyomást a területtel: F = pS (32,2) A nyomáserőt (mint minden más erőt) newtonban mérünk. A nyomást pascalban mérik. Pascal(1 Pa) az a nyomás, amelyet 1 N nyomóerő hoz létre, amikor egy 1 m2-es felületre alkalmazzák: 1 Pa = 1 N/m2. Más nyomásegységeket is használnak - hektopascal (hPa) és kilopascal (kPa): 1 hPa = 100 Pa, 1 kPa = 1000 Pa. 1. Mondjon példákat, amelyek megmutatják, hogy egy erő eredménye attól a támasztól függ, amelyre ez az erő hat. 2. Miért nem esik a hóba egy síelő ember? 3. Miért illeszkedik könnyebben egy éles gomb a fába, mint egy tompa? 4. Mit nevezünk nyomásnak? 5. Milyen nyomásmértékegységeket ismer? 6. Mi a különbség a nyomás és a nyomóerő között? 7. Hogyan találhatja meg a nyomóerőt, ismerve a nyomást és azt a felületet, amelyre az erő hat? További információk a témában
|
De ez nem csak a területről szól. Az alkalmazott erő nagysága is fontos szerepet játszik. Ha például ugyanazon. deszkát (lásd 81. ábra) helyezzen el egy másik súlyt, akkor a szögek (ugyanolyan támasztófelülettel) még mélyebbre süllyednek a homokba.
