Fizika za srednju školu

Arhimedov zakon

Materijal za Arhimedov zakon

Jeste li ikada vidjeli brod? Ako ga niste vidjeli uživo, nadamo se da ste ga vidjeli na televiziji ili internetu. Brod s vrlo velikom masom ne potone, dok mala, lagana stijena može. Zašto je to tako? Odgovor je prilično jednostavan ako razumijete koncepte uzgona i Arhimedovog zakona.

U svakodnevnom životu otkrit ćemo da predmeti smješteni u tekućinu, poput stijene, imaju manju težinu nego kada predmet nije u tekućini. Možda ćete imati poteškoća s podizanjem stijene s površine tla, ali ista se stijena lako podiže s dna bazena. To je zbog sile uzgona. Uzgon nastaje zbog razlike u tlaku tekućine na različitim dubinama. Tlak tekućine raste s dubinom, što je tekućina dublja, to je veći tlak tekućine. Kada se predmet stavi u tekućinu, postojat će razlika u tlaku između tekućine iznad predmeta i tekućine ispod predmeta. Tekućina koja se nalazi na dnu predmeta ima veći tlak od tekućine koja se nalazi na vrhu predmeta.

Pročitaj više

Tlak fluida

Materijal za tlak tekućine

U fizici, tlak se definira kao sila po jedinici površine, gdje je smjer sile okomit na površinu. Matematički, tlak se izražava jednadžbom P = F/A, gdje je P = tlak, F = sila i A = površina. Jedinica za silu (F) je Newton (N), jedinica za površinu su kvadratni metri (m² ⁾ . Budući da je tlak sila po jedinici površine, jedinica za tlak je N/m² ^. Drugi naziv za N/m² ^je pascal (Pa). Pascal se koristi kao jedinica za tlak u čast Blaisea Pascala.

Kada fluid miruje, on djeluje silom okomitom na cijelu površinu s kojom je u kontaktu. Na primjer, razmotrimo vodu u čaši; svaki dio vode djeluje silom okomitom na staklenu stijenku. Stoga svaki dio vode djeluje silom okomitom na svaku jedinicu površine posude koju zauzima. Ovo je važno svojstvo statičkog fluida, fluida u mirovanju. Kada fluid djeluje silom na površinu, gdje sila nije okomita, površina će djelovati silom reakcije, također ne okomitom. To će uzrokovati protok fluida. Međutim, u stvarnosti fluid miruje. Stoga je u fluidu u mirovanju sila uvijek okomita na površinu posude koju zauzima.

Pročitaj više

Razumijevanje statičkih i dinamičkih fluida

U fizici, fluid se definira kao tvar koja može teći. Naučili ste da se materijali s kojima se susrećemo u svakodnevnom životu sastoje od krutih tvari, tekućina i plinova. Pojam fluid obuhvaća i tekućine i plinove, jer tekućine poput vode i plinovi poput zraka mogu teći. Krute tvari poput stijena ili željeza ne mogu teći i stoga se ne mogu klasificirati kao fluidi. Da biste bolje razumjeli ovo objašnjenje, korisno je razmotriti neke primjere iz svakodnevnog života. Kada se tuširate, svakako vam je potrebna voda. Da biste došli do spremnika, voda teče ili iz izvora ili se crpi iz bunara. Voda je jedan primjer tekućine. Postoje i drugi primjeri tekućina, poput ulja za podmazivanje, mlijeka i tako dalje. Sve ove tekućine mogu se klasificirati kao fluidi jer mogu teći s jednog mjesta na drugo. Plinovi su također fluidi. Plinovi također mogu teći s jednog mjesta na drugo. Udar vjetra primjer je kretanja zraka s jednog mjesta na drugo.

Pročitaj više

Površinska napetost

Razumijevanje površinske napetosti

Površinska napetost nastaje jer površina tekućine teži ukrućivanju, stvarajući tanki membranski izgled. Na to utječu kohezijske sile između molekula vode. Da bismo bolje razumjeli ovo objašnjenje, razmotrimo sljedeću ilustraciju. Razmotrimo tekućinu u posudi.

Površinska napetost 1 Molekule tekućine se obično privlače. Unutar tekućine, svaka molekula tekućine okružena je drugim molekulama sa svake strane; ali na površini tekućine postoje samo molekule tekućine sa strane i ispod. Nema drugih molekula tekućine iznad. Budući da se molekule tekućine privlače, na molekule u unutrašnjosti tekućine djeluje neto sila jednaka nuli. Suprotno tome, molekule tekućine na površini privlače molekule tekućine sa strane i ispod. Kao rezultat toga, na površini tekućine djeluje neto sila usmjerena prema dolje. Zbog ove neto sile prema dolje, tekućina na površini nastoji smanjiti svoju površinu, skupljajući se što je više moguće.

Pročitaj više

Poiseuilleova jednadžba

Naziva se Poiseuilleova jednadžba jer ju je otkrio pokojni Jean Louis Marie Poiseuille (1799.-1869.). Kao što je objašnjeno, svaki fluid može se smatrati idealnim fluidom. Idealni fluidi nemaju viskoznost. Ako zamislimo idealni fluid koji teče u cijevi, svaki dio fluida kreće se istom brzinom (v). Za razliku od idealnih fluida, stvarni fluidi ili fluidi s kojima se susrećemo u svakodnevnom životu imaju viskoznost. Budući da imaju viskoznost, prilikom tečenja u cijevi, na primjer, brzina svakog dijela fluida varira. Sloj fluida u sredini kreće se brže (v je veliko), dok se sloj fluida pričvršćen za cijev ne kreće, tj. miruje (v = 0). Dakle, od središta do ruba cijevi, svaki dio fluida kreće se različitim brzinama. Kako biste lakše razumjeli, promatrajte sliku ispod…

Pročitaj više

Gustoća i specifična težina

Gustoća materijala i specifična težina

Gustoća

Jedno od važnih svojstava tvari je gustoća. Gustoća je omjer mase tvari i njezina volumena. Matematički se piše kao:

ρ = m/V

ρ je grčko slovo koje se obično koristi za označavanje gustoće, m označava masu, a V označava volumen. Gustoća homogene tekućine bitno se razlikuje od gustoće homogene krutine. Željezo ili led, na primjer, imaju istu gustoću u svakom dijelu. To se razlikuje od tekućina, poput atmosfere ili vode. U Zemljinoj atmosferi, što je atmosfera viša od Zemljine površine, to je gustoća niža, dok je za morsku vodu, na primjer, što je veća gustoća, to je veća gustoća. Gustoća homogene tekućine može ovisiti o čimbenicima okoliša poput temperature i tlaka.

Pročitaj više