Fysiikka

Artikkeli Aaltoreunan säde Valonsäde

Aaltorintaman määritelmä

Jos heität kiven vesilammikkoon, ympyränmuotoiset vesiaallot liikkuvat poispäin ympyrän keskipisteestä. Vesiaalloissa on harjanteita ja syvennyksiä. Aaltohuippuja tai -laaksoja, jotka liikkuvat poispäin ympyrän keskipisteestä, voidaan kutsua aaltorintamaksi.

Kaksi vierekkäistä aaltorintamaa ovat kaksi aallon osaa, joilla on sama vaihe ja jotka ovat yhden aallonpituuden päässä toisistaan. Aaltohuippuja tai -laaksoja, joilla on sama vaihe ja jotka ovat yhden tai useamman aallonpituuden päässä toisistaan, kutsutaan aaltorintamaksi. Vesiaaltojen lisäksi myös ääni- ja valoaalloilla on aaltorintama. Toisin kuin vesiaallot, jotka liikkuvat vain tasossa tai alueella, ääni- ja valoaallot liikkuvat avaruudessa.

Lue lisää

Artikkeli Poiseuillesin yhtälöstä

Poiseuillen yhtälön löysi Jean Louis Marie Poiseuille (1799-1869). Kuten selitettiin, jokaista nestettä voidaan pitää ideaalisena nesteenä. Ideaalisella nesteellä ei ole viskositeettia. Jos oletamme, että ihanteellinen neste virtaa putkessa, jokainen nesteen osa liikkuu samalla nopeudella (v). Toisin kuin ideaalisella nesteellä, jokapäiväisessä elämässä kohtaamamme neste on viskositeettinen. Koska sillä on viskositeetti, esimerkiksi putkessa virratessa nesteen kunkin osan nopeus vaihtelee. Keskellä oleva nestekerros liikkuu nopeammin (syvä v), kun taas putkeen kiinnittynyt nestekerros ei liiku (v = 0). Joten putken keskeltä reunaan jokainen nesteen osa liikkuu eri nopeuksilla. Ymmärryksen helpottamiseksi katso alla olevaa kuvaa.

Lue lisää

Sekä nestemäisillä että kaasumaisilla aineilla on erilaiset viskositeettitasot. Viskositeetti on nestettä muodostavien molekyylien välinen kitka. Molekyylit muodostavat siis nesteen kitkan, kun neste virtaa. Nesteissä viskositeetti johtuu koheesiovoimista (samanlaisten molekyylien välisistä vetovoimista). Kun taas kaasumaisissa aineissa viskositeetti johtuu molekyylien välisistä törmäyksistä.

Nestemäinen neste, esimerkiksi vesi, virtaa helpommin. Toisaalta paksu neste, esimerkiksi voiteluaine, virtaa vaikeammin. Voit todistaa tämän kaatamalla vettä ja voiteluainetta kaltevalle pinnalle. Vesi virtaa nopeammin kuin öljy. Nesteen viskositeetti riippuu myös lämpötilasta. Mitä korkeampi nesteen lämpötila on, sitä vähemmän viskoosia neste on. Esimerkiksi kun äiti paistaa kalaa keittiössä, ruokaöljy, joka aluksi paksuuntuu, muuttuu nestemäisemmäksi kuumennettaessa. Kääntäen, mitä korkeampi kaasumaisen aineen lämpötila on, sitä paksumpaa kaasumainen aine on.

Lue lisää

Koheesio- ja tartuntavoima

Koheesiovoima on samanlaisen aineen molekyylien välinen vetovoima, kun taas eriarvoisen aineen molekyylien välistä vetovoimaa kutsutaan adheesiovoimaksi. Esimerkiksi kaadamme vettä lasiin. Koheesio tapahtuu, kun vesimolekyylit vetävät toisiaan puoleensa, kun taas adheesio tapahtuu, kun vesimolekyylit ja lasimolekyylit vetävät toisiaan puoleensa.

Lue lisää

Oletko koskaan leikkinyt saippuakuplia? Saippuakupla on pyöreä. Hauska. Sen voi puhaltaa. Lentämisen jälkeen saippuakuplat puhkeavat. Vau, se on hauska, lapsuuden leikki. Miksi saippuakupla on pyöreä?

Herää aamulla ja kiinnitä huomiota talon ympärillä oleviin lehtiin. Tarkkaile lehtiin kiinnittyneitä kastepisaroita. Se on outoa; kastepisarat ovat pyöreitä. Miten se voi olla tällaista?

Pintajännitys syntyy, koska nesteen pinta pyrkii kiristymään niin, että pinta näyttää ohuelta kalvolta. Tähän vaikuttaa vesimolekyylien välinen koheesiovoima. Ymmärtääksemme tätä selitystä paremmin, tarkastellaan seuraavaa kuvaa. Tarkastellaan nestettä astiassa.

Lue lisää

Artikkeli Arkhimedeen periaatteesta

Jättimäinen laiva ei uppoa, kun taas pieni kivi voi upota. Miksi näin on? Vastaus on yksinkertainen, jos ymmärrät kelluvuuden käsitteen ja Arkhimedeen periaatteen.

Arkielämässä huomaamme, että nesteeseen, kuten kallioon, työnnettyjen esineiden paino on pienempi kuin silloin, kun esineet eivät ole nesteessä. Kiven nostaminen maasta voi olla vaikeaa, mutta sama kivi nousee vaivattomasti meriveden pohjasta. Tämä johtuu kelluvuusvoimasta. Kelluvuus johtuu nesteen paineen eroista eri syvyyksissä. Nesteen paine kasvaa syvyyden mukana: mitä paksumpaa neste, sitä suurempi nesteen paine. Kun esine työnnetään nesteeseen, sen yläosassa olevan nesteen ja sen pohjassa olevan nesteen välillä on paine-ero. Esineen pohjalla olevalla nesteellä on korkeampi paine kuin sen yläosassa olevalla nesteellä.

Lue lisää

Artikkeli Pascalin periaatteesta

Miten hydraulisen nostimen toimintaperiaatetta käytetään auton nostamiseen? Mikä on hydraulisten jarrujen toimintaperiaate, kun niitä käytetään auton nopeuden vähentämiseen? Opettele Pascalin periaate ymmärtääksesi tämän.

Jokainen neste kohdistaa aina painetta kaikkiin sen kanssa kosketuksissa oleviin esineisiin. Lasiin laittamamme vesi kohdistaa painetta lasin seinämään. Samoin jos kylpemme uima-altaassa tai merivedessä, allasvesi tai merivesi kohdistaa painetta koko kehoomme.

Lue lisää

Artikkeli nesteiden paineesta

Fysiikassa paine määritellään voimana pinta-alayksikköä kohti, jossa voiman suunta on kohtisuorassa pinta-alaan nähden. Matemaattisesti paine ilmaistaan ​​yhtälöllä P = F / A, jossa P = paine, F = voima ja A = pinta-ala. Voiman yksikkö (F) on Newton (N) ja pinta-alan yksikkö on neliömetri (m ² ). Koska paine on voima pinta-alayksikköä kohti, paineen yksikkö on N/m ^{2. N/m 2} :n toinen nimi on Pascal (Pa). Pascalia käytettiin paineen yksikkönä Blaise Pascalin kunniaksi.

Lue lisää

Artikkeli tiheydestä ja ominaispainosta

Tiheys

Yksi aineen tärkeistä ominaisuuksista on tiheys. Tiheys on massan suhde tilavuuteen. Matemaattisesti kirjoitettuna:

ρ = m / V

ρ (rho) on kreikkalainen kirjain, jota käytetään yleisesti tiheyden ilmaisemiseen, m on massa ja V on tilavuus. Homogeenisen nesteen tiheys eroaa homogeenisen kiinteän aineen tiheydestä. Esimerkiksi raudalla on sama tiheys jokaisessa osassa. Maan ilmakehässä, mitä korkeammalla ilmakehä on Maan pinnasta, sitä pienempi on sen tiheys, kun taas merivedessä, mitä syvemmällä merivesi on, sitä suurempi on sen tiheys. Homogeenisen nesteen tiheys voi riippua ympäristötekijöistä, kuten lämpötilasta ja paineesta.

Lue lisää

Artikkeli Bernoullis-periaatteen ja Bernoullis-yhtälön sovelluksista

Torricellin lause

Yksi Bernoullin yhtälön käyttötarkoituksista on nesteen poistumisnopeuden laskeminen säiliön pohjasta (katso kuva).

Sovellamme Bernoullin yhtälöä pisteessä 1 (säiliön pinta) ja pisteessä 2 (reiän pinta). Koska säiliön pohjassa olevan reiän halkaisija on paljon pienempi kuin säiliön halkaisija, nesteen nopeutta säiliön pinnalla pidetään nollana (v1 ₌ 0). Säiliön pinta ja reiän pinta ovat avoimia, joten paine on yhtä suuri kuin ilmakehän paine (P1 ₌ P2 ₎ . Näin ollen Bernoullin yhtälö tässä tapauksessa on:

Lue lisää