Základní fyzikální tutoriály

Článek o Poiseuillesově rovnici

Poiseuilleovu rovnici objevil Jean Louis Marie Poiseuille (1799-1869). Jak bylo vysvětleno, každou tekutinu lze považovat za ideální tekutinu. Ideální tekutina nemá viskozitu. Pokud předpokládáme, že ideální tekutina proudí v potrubí, každá část tekutiny se pohybuje stejnou rychlostí (v). Na rozdíl od ideální tekutiny má skutečná tekutina, se kterou se setkáváme v každodenním životě, viskozitu. Protože má viskozitu, pak se při proudění v potrubí například rychlost každé části tekutiny mění. Vrstva tekutiny, která je uprostřed, se pohybuje rychleji (hluboké v), naopak vrstva tekutiny připojená k potrubí se nepohybuje (v = 0). Takže od středu k okraji potrubí se každá část tekutiny pohybuje různou rychlostí. Pro usnadnění pochopení si prohlédněte obrázek níže.

Více informací

Kapaliny, kapalné i plynné látky různých typů, mají různé úrovně viskozity. Viskozita je tření mezi molekulami, které tvoří kapalinu. Molekuly tedy při proudění vytvářejí tření mezi sebou. V kapalinách je viskozita způsobena kohezními silami (tahovými silami mezi podobnými molekulami), zatímco v plynných látkách je viskozita způsobena srážkami mezi molekulami.

Kapalná tekutina, například voda, teče snadněji. Naopak hustá tekutina, například mazivo, teče hůře. Můžete to dokázat nalitím vody a maziva na nakloněný povrch. Voda teče rychleji než olej. Úroveň viskozity tekutiny závisí také na teplotě. Čím vyšší je teplota kapaliny, tím méně je viskózní. Například když matka smaží v kuchyni rybu, olej na vaření, který zpočátku zhoustne, se po zahřátí stává tekutějším. Naopak, čím vyšší je teplota plynné látky, tím je plynná látka hustší.

Více informací

Síla soudržnosti a adheze

Kohezní síla je přitažlivá síla mezi molekulami v podobné látce, zatímco přitažlivá síla mezi molekulami nestejné látky se nazývá adhezní síla. Například nalijeme vodu do sklenice. Koheze nastává, když se molekuly vody vzájemně přitahují, zatímco adheze nastává, když se molekuly vody a molekuly skla vzájemně přitahují.

Více informací

Hráli jste někdy s mýdlovými bublinami? Mýdlová bublina kulatá. Vtipná. Dá se vyfouknout. Po letu mýdlové bubliny prasknou. Páni, to je zábava, dětská hra. Proč je mýdlová bublina kulatá?

Prosím, probuďte se ráno a všimněte si listí kolem domu. Pozorujte kapičky rosy přichycené k listí. Je to zvláštní; kapky rosy jsou kulaté. Jak je to možné?

Povrchové napětí vzniká proto, že povrch kapaliny má tendenci se stahovat, takže vypadá jako tenká membrána. To je ovlivněno kohezní silou mezi molekulami vody. Pro lepší pochopení tohoto vysvětlení si vezměme v úvahu následující ilustraci. Uvažujeme o kapalině v nádobě.

Více informací

Článek o Archimédově principu

Loď s obrovskou hmotností se nepotopí, zatímco kámen malé velikosti se potopit může. Proč? Odpověď je jednoduchá, pokud rozumíte konceptu vztlaku a Archimédovu principu.

V každodenním životě zjistíme, že předměty, které jsou vloženy do tekutiny, jako například kámen, mají menší hmotnost než předměty, které v tekutině nejsou. Může být obtížné zvednout kámen ze země, ale stejný kámen lze bez námahy zvednout ze dna mořské vody. To je způsobeno vztlakovou silou. Vztlak vzniká v důsledku rozdílů v tlaku tekutiny v různých hloubkách. Tlak tekutiny se zvyšuje s hloubkou, čím hustší je tekutina, tím větší je tlak v tekutině. Když je předmět vložen do tekutiny, bude mezi tekutinou v horní části předmětu a tekutinou ve spodní části předmětu rozdíl v tlaku. Tekutina umístěná ve spodní části předmětu má vyšší tlak než tekutina v horní části předmětu.

Více informací

Článek o Pascalově principu

Jaký je princip fungování hydraulického zvedáku, který se používá ke zvedání automobilu? Jaký je princip fungování hydraulických brzd, když se používají ke snížení rychlosti automobilu? Abyste tomu porozuměli, naučte se prosím Pascalův zákon.

Každá tekutina neustále vyvíjí tlak na všechny předměty, které jsou s ní v kontaktu. Voda, kterou nalijeme do sklenice, bude vyvíjet tlak na skleněnou stěnu. Stejně tak, pokud se koupeme v bazénu nebo v mořské vodě, voda v bazénu nebo mořská voda vyvíjí tlak také na celé naše tělo.

Více informací

Článek o tlaku v tekutinách

Ve fyzice je tlak definován jako síla na jednotku plochy, kde směr síly je kolmý k ploše povrchu. Matematicky se tlak vyjadřuje rovnicí P = F / A, kde P = tlak, F = síla a A = plocha povrchu. Jednotkou síly (F) je Newton (N), jednotkou plochy je metr čtvereční (m² ⁾ . Protože tlak je síla na jednotku plochy, jednotka tlaku je N/m² ^. Jiný název pro N/m² ^je Pascal (Pa). Pascal byl používán jako jednotka tlaku na počest Blaise Pascala.

Více informací

Článek o hustotě a měrné hmotnosti

Hustota

Jednou z důležitých vlastností látky je hustota. Hustota je poměr hmotnosti k objemu. Matematicky se vyjadřuje:

p = m/V

ρ (rho) je řecké písmeno běžně používané k vyjádření hustoty, m je hmotnost a V je objem. Hustota homogenní tekutiny se liší od hustoty homogenní pevné látky. Například železo má v každé části stejnou hustotu. V zemské atmosféře platí, že čím výše je atmosféra od povrchu Země, tím menší je její hustota, zatímco u mořské vody platí, že čím hlouběji je mořská voda, tím větší je její hustota. Hustota homogenní tekutiny může záviset na faktorech prostředí, jako je teplota a tlak.

Více informací

Článek o aplikacích Bernoullisova principu a Bernoullisovy rovnice

Torricelliho věta

Jedním z použití Bernoulliho rovnice je výpočet rychlosti výstupu kapaliny ze dna nádoby (viz obrázek).

Bernoulliho rovnici aplikujeme v bodě 1 (povrch nádoby) a bodě 2 (povrch otvoru). Protože průměr otvoru ve dně nádoby je mnohem menší než průměr nádoby, rychlost kapaliny na povrchu nádoby se považuje za nulovou (v1 ₌ 0). Povrch nádoby a povrch otvoru jsou otevřené, takže tlak se rovná atmosférickému tlaku (P1 ₌ P2 ₎ . Bernoulliho rovnice pro tento případ tedy vypadá takto:

Více informací

Článek o Bernoullisově principu a Bernoullisově rovnici

Když jedeme na motorce, oblečení, které nosíme, se nafoukne dozadu. Někdy, když fouká silný vítr, se dveře mohou samy zavřít. I když vítr fouká venku, dveře jsou uvnitř.

To lze vysvětlit pomocí Bernoulliho principu. Daniel Bernoulli (1700-1782) objevil princip, který by mohl být použit k vysvětlení výše uvedeného jevu.

Bernoulliho princip

Více informací