آموزش‌های فیزیک پایه

مقاله در مورد معادله پوازوی

معادله پوازوی توسط ژان لویی ماری پوازوی (۱۷۹۹-۱۸۶۹) کشف شد. همانطور که توضیح داده شد، هر سیال را می‌توان به عنوان یک سیال ایده‌آل در نظر گرفت. سیال ایده‌آل ویسکوزیته ندارد. اگر فرض کنیم یک سیال ایده‌آل در یک لوله جریان دارد، هر قسمت از سیال با سرعت یکسانی (v) حرکت می‌کند. برخلاف سیال ایده‌آل، سیال واقعی که در زندگی روزمره با آن مواجه می‌شویم، ویسکوزیته دارد. از آنجا که ویسکوزیته دارد، به عنوان مثال، هنگام جریان در یک لوله، سرعت هر قسمت از سیال متفاوت است. لایه سیالی که در وسط قرار دارد سریع‌تر حرکت می‌کند (v عمیق)، در مقابل، لایه سیال متصل به لوله حرکت نمی‌کند (v = 0). بنابراین از وسط تا لبه لوله، هر قسمت از سیال با سرعت‌های متفاوتی حرکت می‌کند. برای تسهیل درک شما، تصویر زیر را مشاهده کنید.

ادامه مطلب

سیالات، چه مایع و چه گاز، از انواع مختلف، سطوح ویسکوزیته متفاوتی دارند. ویسکوزیته اصطکاک بین مولکول‌های تشکیل‌دهنده یک سیال است. بنابراین، مولکول‌ها هنگام جریان سیال، اصطکاک سیال را تشکیل می‌دهند. در مایعات، ویسکوزیته ناشی از نیروهای چسبندگی (نیروهای کششی بین مولکول‌های مشابه) است. در حالی که در مواد گازی، ویسکوزیته ناشی از برخورد بین مولکول‌ها است.

سیال مایع، مثلاً آب، راحت‌تر جریان می‌یابد. برعکس، سیال غلیظ، مثلاً روان‌کننده، دشوارتر جریان می‌یابد. می‌توانید با ریختن آب و روان‌کننده روی یک سطح شیب‌دار ثابت کنید. آب سریع‌تر از روغن جریان می‌یابد. میزان ویسکوزیته سیال نیز به دما بستگی دارد. هرچه دمای مایع بالاتر باشد، ویسکوزیته مایع کمتر است. به عنوان مثال، وقتی مادری در آشپزخانه ماهی سرخ می‌کند، روغن پخت و پز که در ابتدا غلیظ می‌شود، هنگام گرم شدن مایع‌تر می‌شود. برعکس، هرچه دمای یک ماده گازی بالاتر باشد، ماده گازی غلیظ‌تر است.

ادامه مطلب

نیروی چسبندگی و پیوستگی

نیروی پیوستگی، نیروی جاذبه بین مولکول‌های یک ماده مشابه است، در حالی که نیروی جاذبه بین مولکول‌های یک ماده نابرابر، نیروی چسبندگی نامیده می‌شود. به عنوان مثال، ما آب را در یک لیوان می‌ریزیم. پیوستگی زمانی رخ می‌دهد که مولکول‌های آب یکدیگر را جذب می‌کنند، در حالی که چسبندگی زمانی رخ می‌دهد که مولکول‌های آب و مولکول‌های شیشه یکدیگر را جذب می‌کنند.

ادامه مطلب

تا حالا حباب صابون بازی کردی؟ حباب صابون گرد. خنده‌دار. میشه فوتش کرد. بعد از پرواز، حباب‌های صابون می‌ترکن. وای، خیلی باحاله، یه بازی دوران کودکی. چرا حباب صابون گرد هست؟

لطفا صبح از خواب بیدار شوید، سپس به برگ‌های اطراف خانه توجه کنید. قطرات شبنم چسبیده به برگ‌ها را مشاهده کنید. عجیب است؛ قطرات شبنم گرد هستند. چطور ممکن است اینطور باشد؟

کشش سطحی به این دلیل رخ می‌دهد که سطح مایع تمایل به سفت شدن دارد، به طوری که سطح مانند یک غشای نازک به نظر می‌رسد. این امر تحت تأثیر نیروی چسبندگی بین مولکول‌های آب است. برای درک بهتر این توضیح، تصویر زیر را در نظر بگیرید. مایع را در یک ظرف بررسی می‌کنیم.

ادامه مطلب

مقاله در مورد اصل ارشمیدس

یک کشتی با جرم بسیار زیاد غرق نمی‌شود، در حالی که سنگی با اندازه کوچک می‌تواند غرق شود. چرا اینطور است؟ اگر مفهوم شناوری و اصل ارشمیدس را درک کنید، پاسخ ساده است.

در زندگی روزمره، متوجه می‌شویم که اجسامی که در یک سیال، مانند یک سنگ، قرار می‌گیرند، وزن کمتری نسبت به زمانی دارند که در مایع نیستند. ممکن است بلند کردن یک سنگ از زمین برای شما دشوار باشد، اما همان سنگ به راحتی از کف آب دریا بلند می‌شود. این به دلیل نیروی شناوری است. شناوری به دلیل اختلاف فشار سیال در اعماق مختلف رخ می‌دهد. فشار سیال با عمق افزایش می‌یابد، هرچه سیال غلیظ‌تر باشد، فشار سیال بیشتر است. وقتی جسمی در سیال قرار می‌گیرد، اختلاف فشار بین سیال در بالای جسم و سیال در پایین جسم وجود خواهد داشت. سیال واقع در پایین جسم فشار بیشتری نسبت به سیال در بالای جسم دارد.

ادامه مطلب

مقاله در مورد اصل پاسکال

اصول کار بالابر هیدرولیکی برای بلند کردن خودرو چگونه است؟ اصول کار ترمزهای هیدرولیکی هنگام استفاده برای کاهش سرعت خودرو چیست؟ لطفاً برای درک این موضوع، اصل پاسکال را یاد بگیرید.

هر سیالی همیشه بر تمام اجسامی که با آن در تماس هستند فشار وارد می‌کند. آبی که ما در لیوان می‌ریزیم، بر دیواره شیشه فشار وارد می‌کند. به همین ترتیب، اگر در استخر یا آب دریا حمام کنیم، آب استخر یا آب دریا نیز بر تمام بدن ما فشار وارد می‌کند.

ادامه مطلب

مقاله در مورد فشار در سیالات

در فیزیک، فشار به صورت نیرو بر واحد سطح تعریف می‌شود، که در آن جهت نیرو عمود بر سطح است. از نظر ریاضی، فشار با معادله P = F / A بیان می‌شود، که در آن P = فشار، F = نیرو و A = سطح است. واحد نیرو (F) نیوتن (N) و واحد سطح، متر مربع (m2) است ^. از آنجا که فشار، نیرو بر واحد سطح است، واحد فشار N/m2 است ^. نام دیگر N/m2 ^پاسکال (Pa) است. پاسکال به افتخار بلز پاسکال به عنوان واحد فشار استفاده شد.

ادامه مطلب

مقاله در مورد چگالی و وزن مخصوص

چگالی

یکی از ویژگی‌های مهم یک ماده، چگالی است. چگالی نسبت جرم به حجم است. به صورت ریاضی نوشته می‌شود:

ρ = m / V

ρ (rho) یک حرف یونانی است که معمولاً برای بیان چگالی استفاده می‌شود، m جرم و V حجم است. چگالی یک سیال همگن با چگالی یک جامد همگن متفاوت است. به عنوان مثال، آهن در هر قسمت چگالی یکسانی دارد. در جو زمین، هرچه جو از سطح زمین بالاتر باشد، چگالی آن کمتر است، در حالی که برای آب دریا، هرچه آب دریا عمیق‌تر باشد، چگالی آن بیشتر است. چگالی یک سیال همگن می‌تواند به عوامل محیطی مانند دما و فشار بستگی داشته باشد.

ادامه مطلب

مقاله در مورد کاربردهای اصل برنولی و معادله برنولی

قضیه توریچلی

یکی از کاربردهای معادله برنولی، محاسبه سرعت خروج مایع از ته ظرف است (شکل را ببینید).

معادله برنولی را در نقطه ۱ (سطح ظرف) و نقطه ۲ (سطح سوراخ) اعمال می‌کنیم. از آنجا که قطر سوراخ در کف ظرف بسیار کوچکتر از قطر ظرف است، سرعت مایع روی سطح ظرف صفر در نظر گرفته می‌شود (v ₁ = 0). سطح ظرف و سطح سوراخ باز هستند به طوری که فشار برابر با فشار اتمسفر است (P ₁ = P ₂ ). بنابراین، معادله برنولی برای این حالت به صورت زیر است:

ادامه مطلب

مقاله در مورد اصل برنولی و معادله برنولی

وقتی موتورسواری می‌کنیم، لباس‌هایی که می‌پوشیم برعکس پف می‌کنند. گاهی اوقات، اگر باد شدیدی بوزد، در می‌تواند خودش را ببندد. اگرچه باد بیرون از خانه می‌وزد، در داخل خانه است.

این را می‌توان با استفاده از اصل برنولی توضیح داد. دانیل برنولی (۱۷۰۰-۱۷۸۲) اصلی را کشف کرد که می‌توانست برای توضیح پدیده فوق مورد استفاده قرار گیرد.

اصل برنولی

ادامه مطلب