Füüsika põhiõpetused

Artikkel Poiseuilles'i võrrandi kohta

Poiseuille'i võrrandi avastas Jean Louis Marie Poiseuille (1799-1869). Nagu selgitatud, võib iga vedelikku pidada ideaalseks vedelikuks. Ideaalsel vedelikul ei ole viskoossust. Kui eeldada, et ideaalne vedelik voolab torus, liigub iga vedeliku osa sama kiirusega (v). Erinevalt ideaalsest vedelikust on igapäevaelus kohataval reaalsel vedelikul viskoossus. Kuna sellel on viskoossus, siis näiteks torus voolates varieerub iga vedeliku osa kiirus. Keskel asuv vedeliku kiht liigub kiiremini (sügav v), seevastu toru külge kinnitatud vedeliku kiht ei liigu (v = 0). Seega toru keskelt servani liigub iga vedeliku osa erineva kiirusega. Arusaamise hõlbustamiseks vaadake allolevat pilti.

Loe edasi

Erinevat tüüpi vedelikel, nii vedelatel kui ka gaasilistel ainetel, on erinev viskoossus. Viskoossus on hõõrdumine vedeliku moodustavate molekulide vahel. Seega moodustavad molekulid vedeliku voolamisel hõõrdumise. Vedelikes on viskoossus põhjustatud kohesioonijõududest (sarnaste molekulide vahelistest tõmbejõududest). Gaasilistes ainetes on viskoossus põhjustatud molekulide kokkupõrgetest.

Vedel vedelik, näiteks vesi, voolab kergemini. Seevastu paks vedelik, näiteks määrdeaine, voolab raskemini. Seda saab tõestada vee ja määrdeaine valamisega kaldpinnale. Vesi voolab kiiremini kui õli. Vedeliku viskoossus sõltub ka temperatuurist. Mida kõrgem on vedeliku temperatuur, seda vähem viskoosne on vedelik. Näiteks kui ema praadib köögis kala, muutub toiduõli, mis algselt pakseneb, kuumutamisel vedelamaks. Seevastu, mida kõrgem on gaasilise aine temperatuur, seda paksem on gaasiline aine.

Loe edasi

Ühtekuuluvuse ja adhesiooni jõud

Koheesiojõud on sarnase aine molekulide vaheline tõmbejõud, samas kui ebavõrdse aine molekulide vahelist tõmbejõudu nimetatakse adhesioonijõuks. Näiteks valame vett klaasi. Koheesio tekib siis, kui veemolekulid üksteist tõmbuvad, samas kui adhesioon tekib siis, kui veemolekulid ja klaasimolekulid üksteist tõmbuvad.

Loe edasi

Kas sa oled kunagi seebimulle mänginud? Seebimull on ümmargune. Naljakas. Seda saab puhuda. Pärast lendamist seebimullid lõhkevad. Vau, see on lõbus, lapsepõlvemäng. Miks on seebimull ümmargune?

Palun ärka hommikul üles ja pane tähele maja ümber olevaid lehti. Jälgi lehtedele kinnitunud kastetilku. See on kummaline; kastetilgad on ümmargused. Kuidas see saab nii olla?

Pindpinevus tekib seetõttu, et vedeliku pind kipub pingulduma, nii et pind näeb välja nagu õhuke membraan. Seda mõjutab veemolekulide vaheline kohesioonijõud. Selle seletuse paremaks mõistmiseks vaatleme järgmist illustratsiooni. Vaatleme vedelikku anumas.

Loe edasi

Artikkel Archimedese printsiibist

Tohutu massiga laev ei upu, samas kui väikese massiga kivi võib uppuda. Miks see nii on? Vastus on lihtne, kui mõistate ujuvuse mõistet ja Archimedese printsiipi.

Igapäevaelus näeme, et vedelikku asetatud esemed, näiteks kivi, kaaluvad vähem kui need, mis ei ole vedelikus. Kivi võib olla raske maapinnast tõsta, kuid sama kivi saab merevee põhjast vaevata üles. See on tingitud ujuvusjõust. Ujuvus tekib vedeliku rõhu erinevuste tõttu erinevatel sügavustel. Vedeliku rõhk suureneb sügavusega – mida paksem on vedelik, seda suurem on vedeliku rõhk. Kui objekt vedelikku asetatakse, tekib rõhuerinevus objekti ülaosas ja objekti põhjas oleva vedeliku vahel. Objekti põhjas asuval vedelikul on kõrgem rõhk kui objekti ülaosas oleval vedelikul.

Loe edasi

Artikkel Pascali printsiibi kohta

Kuidas kasutatakse hüdraulilise tõstuki tööpõhimõtet auto tõstmiseks? Milline on hüdrauliliste pidurite tööpõhimõte, kui neid kasutatakse auto kiiruse vähendamiseks? Selle mõistmiseks õppige Pascali printsiipi.

Iga vedelik avaldab alati survet kõigile sellega kokkupuutuvatele esemetele. Klaasi valatud vesi avaldab survet klaasi seinale. Samamoodi, kui me ujume basseinis või merevees, avaldab basseinivesi või merevesi survet kogu meie kehale.

Loe edasi

Artikkel vedelike rõhu kohta

Füüsikas defineeritakse rõhku kui jõudu pindalaühiku kohta, kusjuures jõu suund on risti pinnaga. Matemaatiliselt väljendatakse rõhku võrrandiga P = F / A, kus P = rõhk, F = jõud ja A = pindala. Jõu ühik (F) on njuuton (N), pindalaühik on ruutmeeter (m² ⁾ . Kuna rõhk on jõud pindalaühiku kohta, on rõhuühik N/m² ^{. N/ m²} teine ​​nimetus on pascal (Pa). Pascalit kasutati rõhuühikuna Blaise Pascali auks.

Loe edasi

Artikkel tiheduse ja erikaalu kohta

Tihedus

Aine üks oluline omadus on tihedus. Tihedus on massi ja mahu suhe. Matemaatiliselt kirjas:

ρ = m / V

ρ (rho) on kreeka täht, mida tavaliselt kasutatakse tiheduse väljendamiseks, m on mass ja V on ruumala. Homogeense vedeliku tihedus erineb homogeense tahke aine tihedusest. Näiteks raua tihedus on igas osas sama. Maa atmosfääris on atmosfäär Maa pinnast kõrgemal, seda väiksem on selle tihedus, samas kui merevee puhul, mida sügavamal on merevesi, seda suurem on selle tihedus. Homogeense vedeliku tihedus võib sõltuda keskkonnateguritest, nagu temperatuur ja rõhk.

Loe edasi

Artikkel Bernoullis' printsiibi ja Bernoullis' võrrandi rakendustest

Torricelli teoreem

Üks Bernoulli võrrandi kasutusvõimalusi on vedeliku väljumiskiiruse arvutamine anuma põhjast (vt joonist).

Rakendame Bernoulli võrrandit punktis 1 (anuma pind) ja punktis 2 (augu pind). Kuna anuma põhjas oleva augu läbimõõt on palju väiksem kui anuma läbimõõt, loetakse vedeliku kiirust anuma pinnal nulliks (v ₁ = 0). Anuma pind ja augu pind on avatud, nii et rõhk on võrdne atmosfäärirõhuga (P ₁ = P ₂ ). Seega on Bernoulli võrrand antud juhul:

Loe edasi

Artikkel Bernoullis'i printsiibi ja Bernoullis'i võrrandi kohta

Mootorrattaga sõites paisuvad meie riided tahapoole. Mõnikord, kui tuul puhub kõvasti, võib uks ise sulguda. Kuigi tuul puhub majast välja, on uks sees.

Seda saab seletada Bernoulli printsiibi abil. Daniel Bernoulli (1700–1782) avastas printsiibi, mida saab kasutada ülaltoodud nähtuse selgitamiseks.

Bernoulli põhimõte

Loe edasi