Fizika - folyadékok mechanikája
Általános információk és a szükséges képletek
Nyomásegységek átalakítása
| 1 Torr = 1,333224 x 102 N/m² | 1 N/m² = 1/100 000 bar | 1 N/m² = 10µbar | 1Torr = 1,33224 x 103 µbar | 1Torr = 13,59510 kgf/m² | 1 Pa = 1 N/m² = 1/100 000 bar |
| 1 bar = 100 kPa | 1 bar = 10 N/cm² | 1 mbar = 1 cN/cm² | 1 bar = 1,019716 at | 1 = 0,735559 x 103 torr |
Néhány szilárd anyag sűrűsítése
| Alumínium 2,70 g/cm³ | Ólom 11,34 g/cm³ | Vas 7,86 g/cm3 | Arany 19,3 g/cm³ | Réz 8,93 g/cm3 | Platina 21,4 g/cm3 | Ezüst 10,1 g/cm³ |
Gőznyomás vízben
| 0 ° C = 0,06 m | 5 ° C = 0,09 m | 10 ° C = 0,12 m | 20 ° C = 0,24 m | 30 ° C = 0,43 m | 40 ° C = 0,75 m | 50 ° C = 1,25 m |
| 60 ° C = 2,02 m | 70 ° C = 3,17 m | 80 ° C = 4,82 m | 90 ° C = 7,14 m | 100 ° C = 10,33 m |
Képlet a folyadéknyomás kiszámításához
Példa erre: Az a nyomás, amelyet egy dugattyú nyugalmi állapotban folyadékban generál.
p (nyomás a folyadékban, cN/cm2); F (hatóerő); A (terület, amelyre erő hat) cm2-ben
A dugattyúerők és a dugattyúterületek között a következő összefüggés áll fenn:
A dugattyú erői úgy viselkednek, mint a dugattyú területei vagy a dugattyú átmérőjének négyzetei.
lendület
Archimédész tétele: A felhajtóerő akkora, mint a kiszorított folyadék súlya.
G = m g vagy = ρ V g
ρ = sűrűség; m = tömeg; V = térfogat; g = helyfaktor (általában az iskolákban 1 cN/g-ként adják meg.
Gravitációs nyomás
A folyadék gravitációs nyomásának képlete
Vízben a gravitációs nyomás kb. 1 bar = 100 kPa/10 m-re nő.
A folyadék nyomásának grafikus ábrázolása
Fizika - feladatok
1) Feladat az emelkedési magasságokról egy U-csőben
Milyen magas az U-cső jobb lábának vize a bal láb higanyszintje felett,
ha a vízoszlop hossza h1 = 20 cm?
Megoldás:
A higany feletti vízoszlop az U-cső jobb oldalán felfelé tolja a higanyoszlopot a bal oldalon.
A h1 magasságú vízoszlop tömegének meg kell felelnie a higanyoszlop h 'magasságának súlyának.
Értesítés:
g = helyfaktor (általában az iskolákban 1 cN/g-ként adják meg.
A bal higanyszint kb. 1,47 cm-rel magasabb, mint a jobb oldali higanyszint.
A vízszint és a higanyszint közötti különbség kiszámítása:
-> Ennek eredményeként a vízszint és a higanyszint közötti különbség 18,53 cm.
2) Feladat a dugattyú nyomásának alkalmazásához
A hidraulikus prés kis dugattyújának keresztmetszete 16 cm². Ha 1600 N erő hat rá, a nagy dugattyú 60 KN erővel rendelkezik. Milyen nyomás van a folyadékban? Mekkora a második dugattyú keresztmetszete és átmérője?
a) A folyadék nyomásának kiszámítása
p = 1600N: 16 cm2
b) A 2. dugattyú keresztmetszetének és átmérőjének kiszámítása.
A = 60000N: 100N/cm2
c) A dugattyú átmérőjének kiszámítása
r² = 600: 3,14159265
3) Feladat kiszámítása a víz alatti kimeneti nyíláson
1953-ban Piccard professzor 3150 m-re merült. Milyen erővel nyomta
a víz a kör alakú nyíláson. (Átmérő 80 cm)
Nyomás a mélységben
Nyomja meg a fedelet
p = 315 bar = 3150 N/cm2
Tartó erő a fedélen
F = 3150 N/cm² x 5024 cm²
F = 15 825 600 N
4. Mintafeladatok az emelés kiszámításához
Egy test súlya 90 cN levegőben és 60 cN vízben.
Számítsa ki a test térfogatát és sűrűségét; a g térbeli tényező 1 cN/g
Számítsa ki a test térfogatát és sűrűségét!
A test súlya a levegőben GK = 90 cN
A test súlya vízben = 60 cN
Látszólagos fogyás vízben = 30 cN
Archimedes törvénye szerint kiszorított vízmennyiség tömege = 30 cN
Akkor is érezheti a felfelé irányuló nyomást, amikor megpróbálja víz alatt felfújni egy ballont.
A kiszorított vízmennyiség térfogatának kiszámítása = a test térfogata
VFl = Vk = 30cm³
A tömeg kiszámítása
A test sűrűségének kiszámítása
ρK = 3 g/cm3
5) Mintafeladat a test térfogatának és tömegének kiszámításához
Az alumíniumból készült test vízben nyilvánvalóan 1 N súlycsökkenést tapasztal.
Számítsa ki a test térfogatát és súlyát!
Alumínium sűrűsége = 2,7 g/cm3 A térfogat kiszámítása
V = 100 cN x g x cm3/1 cN x 1 g
A súlyerő kiszámítása
G = 2,7 g x 100 cm 3 x 1 cN/cm 3 x g
6) Újabb példa a felhajtóerőre
Feladat: Egy téglalap alakú gerenda 6 m hosszú, 40 cm széles és 40 cm magas. Sűrűsége 0,46 g/cm³ 1.
Milyen mélyen van a gerenda a vízben? 2. A vízben 10 ember szeretné megtartani a gerendát,
hogy megmentsd magad a fulladástól.
Mindenki 230 N-val nyomja a vízbe, miközben tartja.
Lemegy a bár? Ha nem, akkor mennyire emelkedik ki a vízből?
A sugár térfogatának kiszámítása:
A nyaláb tömegének kiszámítása
Az emberek által gyakorolt hatalom:
A gerenda felhajtó képességének igazolása teljesen megterhelve
A kiszorított folyadék térfogatának kiszámítása a rúd súlya alapján
A merülés mélységének kiszámítása terhelés nélkül
A gerenda merülési mélységének kiszámítása terhelés alatt a gerendáktól és az emberektől
H = 671600 x cm 3 x g/1 g x 1 cN x 600 cm 3 x 40 cm 3
A sugár víz feletti magasságának kiszámítása
A rúd magassága = teljes magasság - merítési mélység
Víz felett = 40cm - 27.98333 cm
Víz felett = kb. 12,02 cm
A nyaláb felhajtóerejének kiszámítása merítéskor
VBalk = 960000 cm³ a számítás szerint
Gwater = 960000cm³ · 1g · 1cN/cm3 · g
Gwater = 960000 cN
Teljes erő = 441600 cN + 230000 cN
Teljes erő = 671600 cN
Úszásbiztos = Gwater- GBalk + ember
Úszásbiztos = 960000 cN - 671600 cN
Úszásbiztos = 288400 cN
Következtetés: A bár továbbra is lebeg.
7) Feladat a maximális szívási magasság meghatározásáról
Határozza meg a maximális 50 ° -os vízszívási magasságot 726 Torr légnyomás mellett
p N/m² = nyomás Torr · konverziós tényezőben
p = 726 x 133,3224 N/m²
hi 50 ° C-on a fenti gőznyomás-táblázat alapján = 1,25 m
Mivel a folyadék gőznyomását le kell vonni:
hmax = 8,62 m
A maximális szívómagasság tehát 8,62 m lenne.
A tényleges szívási magasság azonban különböző tényezők miatt kisebb lenne.
Eseményportál
Angol olvasmányok
Angol platform
Német platform
Matematikai platform