Fórsa Comhtháthaithe agus Greamaitheachta
Is fórsa tarraingthe idir móilíní i substaint chomhchosúil é fórsa comhtháthaithe, agus tugtar an Fórsa Greamaitheachta ar fhórsa tarraingthe idir móilíní substainte neamhionann. Mar shampla, doirimid uisce i ngloine. Tarlaíonn comhtháthú nuair a tharraingíonn móilíní uisce a chéile, agus tarlaíonn greamaitheacht nuair a tharraingíonn móilíní uisce agus móilíní gloine a chéile.
Uillinn teagmhála
Sula bhfoghlaimímid coincheap na Ribeadachta, tuigimid ar dtús conas a bhíonn tionchar ag fórsa greamaitheachta agus fórsa comhtháthaithe ar ribeadacht. Mar shampla, déanaimid athbhreithniú ar an leacht i ngloine. Nuair a bhíonn fórsa comhtháthaithe an mhóilín leachta níos láidre ná an fórsa greamaitheachta (an fórsa tarraingthe idir an mhóilín leachtach agus an mhóilín gloine) cruthóidh dromchla an leachta cuar suas. Sampla den chás seo is ea nuair a bhíonn an t-uisce i ngloine. De ghnáth, deirtear go sáithíonn uisce dromchla an ghloine. Os a choinne sin, má tá an fórsa greamaitheachta níos láidre, ansin cuarfaidh dromchla an leachta síos. Mar shampla, nuair a bhíonn mearcair i ngloine.
Tugtar an uillinn teagmhála ar an uillinn a chruthaíonn an cuar. Nuair a bhíonn fórsa comhtháthaithe an tsreabháin níos airde ná an fórsa greamaitheachta, bíonn an uillinn teagmhála a chruthaítear níos lú ná 90 i gcoitinne.o (figiúr a). Os a choinne sin, má tá an fórsa greamaitheachta níos airde ná fórsa comhtháthaithe an tsreabháin, tá an uillinn teagmhála a chruthaítear níos mó ná 90o (figiúr b). Tá sé deacair fórsaí greamaitheachta agus fórsaí comhtháthaithe a ríomh go teoiriciúil, ach is féidir uillinneacha teagmhála a thomhas. Cad atá le déanamh aige seo le ribeadacht?
Coincheap ribeadachta
Má tá fórsa comhtháthaithe an tsreabháin níos mó ná an fórsa greamaitheachta, lúbfaidh dromchla an leachta suas. Nuair a chuireann muid feadán nó píopa tanaí isteach (píopa a bhfuil a thrastomhas níos lú ná an coimeádán), ardaíonn an leacht sa choimeádán tríd an gcolún píopa. Tá sé seo amhlaidh toisc go n-oibríonn fórsa an teannas dromchla iomláin feadh bhalla an fheadáin suas. Is é an airde uasta is féidir le leacht a bhaint amach ná nuair a bhíonn fórsa an teannas dromchla cothrom le meáchan an leachta sa phíopa. Mar sin, ní féidir leis an leacht ardú ach go dtí airde ina bhfuil fórsa an teannas dromchla cothrom le meáchan an leachta sa phíopa.
Os a choinne sin, má tá an fórsa greamaitheachta níos mó ná fórsa comhtháthaithe an tsreabháin, cuarfaidh dromchla an leachta anuas. Nuair a chuireann muid feadán nó píopa tanaí isteach (píopa a bhfuil trastomhas níos lú aige ná an coimeádán), cruthóidh sé cuid íochtarach den leacht (féach an pictiúr thíos).
Tugtar an ribeadán ar an éifeacht seo, agus tugtar an feadán ribeadáin ar an bpíopa tanaí. Coinnigh i gcuimhne gur féidir píopaí ribeadáin a thabhairt ar ár soithigh fola is lú freisin toisc go dtarlaíonn cúrsaíocht fola i soithigh fola beaga mar gheall ar éifeachtaí an ribeadáin. Mar an gcéanna, tá feiniméan leá céir nó ceirisín ag ardú tríd an ais. Ina theannta sin, creidtear go bhfuil ról riachtanach ag an ribeadán i bpasáiste uisce agus substaintí cothaitheacha ó na fréamhacha go dtí na duilleoga trí shoithí an xiléime. Mura bhfuil aon ribeadán ann, triomóidh dromchla na hithreach díreach tar éis báistí. Éifeacht shuntasach eile den ribeadán ná coinneáil uisce sna bearnaí idir cáithníní ithreach.
Cothromóid ribeadachta
Conas is féidir linn airde an uisce atá ag ardú tríd an gcolún píopa ribeach a chinneadh? Ardaíonn an leacht sa cholún píopa ribeach, a bhfuil ga r aige suas go dtí an airde h. Is é an fórsa atá ag gníomhú chun an leacht a choinneáil ag airde h ná comhpháirt an fhórsa teannas dromchla sa treo ingearach: F cos θ.
Tá barr an fheadáin ribeach oscailte ionas go mbíonn brú atmaisféarach ar dhromchla an leachta. Is é 2πr (imlíne) fad an dromchla tadhaill idir an leacht agus an píopa. Dá bhrí sin, is é méid fhórsa teannas dromchla na gcomhpháirteanna ingearacha a oibríonn feadh an dromchla teagmhála ná:
F = Fórsa teannas dromchla, γ = Teannas dromchla, r = ga an fheadáin ribeach, θ = Uillinn teagmhála
Mura gcuirtear an dromchla cuartha suas san áireamh, is é seo toirt an leachta sa phíopa:
Toirt sreabhach = achar dromchla na píopa x-airde an leachta
V = Ach
V = (π r² ) h
Má chothromaítear an chomhpháirt ingearach den Fhórsa Teannas Dromchla le meáchan an cholúin leachta sa fheadán ribeach, ní féidir leis an leacht ardú arís. Is é sin le rá, sroichfidh an leacht a uasairde, má chothromaítear an chomhpháirt ingearach den fhórsa teannas dromchla le meáchan an leachta, chomh hard le h. Is é an chomhpháirt ingearach den fhórsa teannas dromchla ná:
F = γ²πr cos θ
Cé go bhfuil meáchan an leachta sa phíobán ribeach:
w = mg
w = ρ V g
w = ρ (π r² h ) g
Nuair a shroicheann an leacht a airde uasta (h), ní mór don chomhpháirt ingearach den fhórsa teannas dromchla a bheith cothrom le meáchan an leachta sa fheadán ribeach. Go matamaiticiúil, scríofa:
Seo í an chothromóid atá á lorg againn. Más mian leat airde an cholúin leachta a chinneadh, smaoinigh ar an gcothromóid seo a úsáid.
