הדרכות פיזיקה בסיסיות

מאמר על משוואת פואזיי

משוואת פואזיי התגלתה על ידי ז'אן לואי מארי פואזיי (1799-1869). כפי שהוסבר, כל נוזל יכול להיחשב כנוזל אידיאלי. לנוזל האידיאלי אין צמיגות. אם נניח שנוזל אידיאלי זורם בצינור, כל חלק ממנו נע באותו קצב (v). שלא כמו הנוזל האידיאלי, לנוזל האמיתי שאנו פוגשים בחיי היומיום יש צמיגות. מכיוון שיש לו צמיגות, אז כאשר זורם בצינור, למשל, קצב הזרימה של כל חלק מהנוזל משתנה. שכבת הנוזל שנמצאת באמצע נעה מהר יותר (v עמוק), לעומת זאת, שכבת הנוזל המחוברת לצינור אינה נעה (v = 0). לכן, מהאמצע ועד לקצה הצינור, כל חלק מהנוזל נע בקצב שונה. כדי להקל על הבנתכם, התבוננו בתמונה למטה.

קראו עוד

לנוזלים, הן נוזלים והן גזים מסוגים שונים, יש רמות צמיגות שונות. צמיגות היא חיכוך בין המולקולות המרכיבות נוזל. לכן, המולקולות יוצרות חיכוך נוזל כאשר הנוזל זורם. בנוזלים, הצמיגות נגרמת מכוחות קוהזיציה (כוחות משיכה בין מולקולות דומות). בעוד שבחומרים גזיים, הצמיגות נגרמת מהתנגשויות בין מולקולות.

נוזל נוזלי קל יותר לזרימה, למשל מים. לעומת זאת, נוזל סמיך קשה יותר לזרימה, למשל חומר סיכה. ניתן להוכיח זאת על ידי שפיכת מים וחומר סיכה על משטח משופע. מים זורמים מהר יותר משמן. רמת הצמיגות של נוזל תלויה גם בטמפרטורה. ככל שטמפרטורת הנוזל גבוהה יותר, כך הנוזל פחות צמיג. לדוגמה, כאשר אמא מטגנת דג במטבח, שמן בישול, אשר מסמיך בתחילה, הופך נוזלי יותר כאשר מחממים אותו. לעומת זאת, ככל שטמפרטורת החומר הגזי גבוהה יותר, כך החומר הגזי סמיך יותר.

קראו עוד

כוח הלכידות וההידבקות

כוח לכידות הוא כוח משיכה בין מולקולות בחומר דומה, בעוד שכוח משיכה בין מולקולות של חומר לא שווה נקרא כוח הידבקות. לדוגמה, אנו שופכים מים לכוס. לכידות מתרחשת כאשר מולקולות מים מושכות זו את זו, בעוד הידבקות מתרחשת כאשר מולקולות מים ומולקולות זכוכית מושכות זו את זו.

קראו עוד

שיחקתם פעם בבועות סבון? בועת סבון עגולה. מצחיק. אפשר לנפח אותה. אחרי שהיא עפה, בועות סבון מתפוצצות. וואו, זה כיף, משחק ילדות. למה בועת סבון עגולה?

אנא התעוררו בבוקר, ואז שימו לב לעלים מסביב לבית. שימו לב לטיפות הטל המחוברות לעלים. זה מוזר; טיפות טל הן עגולות. איך זה יכול להיות ככה?

מתח פנים מתרחש מכיוון שפני הנוזל נוטים להתהדק כך שהם נראים כמו קרום דק. זה מושפע מכוח הלכידות בין מולקולות מים. כדי להבין טוב יותר הסבר זה, נבחן את האיור הבא. אנו סוקרים את הנוזל במיכל.

קראו עוד

מאמר על עקרון ארכימדס

ספינה בעלת מסה עצומה לא תטבע, בעוד שאבן בעלת מסה קטנה יכולה לשקוע. מדוע? התשובה פשוטה אם מבינים את מושג הציפה ואת עקרון ארכימדס.

בחיי היומיום, נגלה שחפצים המוחדרים לתוך נוזל, כמו סלע, ​​שוקלים פחות מאשר חפצים שאינם בתוך הנוזל. ייתכן שיהיה קשה להרים אבן מהקרקע, אך אותה אבן מורמת ללא מאמץ מתחתית מי הים. זאת בשל כוח הציפה. ציפה מתרחשת עקב הבדלים בלחץ הנוזל בעומקים שונים. לחץ הנוזל עולה עם העומק, ככל שהנוזל סמיך יותר, כך גדל לחץ הנוזל. כאשר חפץ מוכנס לתוך הנוזל, יהיה הבדל בלחצים בין הנוזל שבראש החפץ לנוזל שבחלקו התחתון. לנוזל הנמצא בתחתית החפץ יש לחץ גבוה יותר מאשר לנוזל שבחלקו העליון.

קראו עוד

מאמר על עקרון הפסקל

כיצד פועלת עקרון הפעולה של מעלית הידראולית להרמת מכונית? מהו עקרון הפעולה של בלמים הידראוליים כאשר משתמשים בהם כדי להפחית את מהירות המכונית? אנא למד את עקרון פסקל כדי להבין זאת.

כל נוזל מפעיל לחץ על כל העצמים הנמצאים במגע איתו. המים שאנו מכניסים לכוס יפעילו לחץ על דופן הזכוכית. באופן דומה, אם אנו מתקלחים בבריכת שחייה או במי ים, מי הבריכה או מי הים מפעילים גם הם לחץ על כל גופנו.

קראו עוד

מאמר על לחץ בנוזלים

בפיזיקה , לחץ מוגדר ככוח ליחידת שטח, כאשר כיוון הכוח ניצב לשטח הפנים. מבחינה מתמטית, לחץ מבוטא על ידי המשוואה P = F / A, כאשר P = לחץ, F = כוח ו-A = שטח פנים. יחידת הכוח (F) היא ניוטון (N), יחידת השטח היא מטר מרובע (מ"ר ⁾ . מכיוון שלחץ הוא הכוח ליחידת שטח, יחידת הלחץ היא ניוטון/מ"ר ^. שם נוסף ל-N/מ"ר ^הוא פסקל (Pa). פסקל שימש כיחידת לחץ לכבוד בלז פסקל.

קראו עוד

מאמר על צפיפות ומשקולת סגולית

צפיפות

מאפיין חשוב אחד של חומר הוא צפיפות. צפיפות היא היחס בין מסה לנפח. כתוב מתמטית כך:

ρ = m / V

ρ (rho) היא אות יוונית המשמשת בדרך כלל לביטוי צפיפות, m היא מסה ו-V הוא נפח. צפיפותו של נוזל הומוגני שונה מצפיפותו של מוצק הומוגני. לברזל, לדוגמה, יש את אותה צפיפות בכל חלק. באטמוספירה של כדור הארץ, ככל שהאטמוספירה גבוהה יותר מפני השטח של כדור הארץ, כך צפיפותה קטנה יותר, בעוד שבמי ים, ככל שמי הים עמוקים יותר, כך צפיפותם גדולה יותר. צפיפותו של נוזל הומוגני יכולה להיות תלויה בגורמים סביבתיים כמו טמפרטורה ולחץ.

קראו עוד

מאמר על יישומי עקרון ברנוליס ומשוואת ברנוליס

משפט טוריצ'לי

אחד השימושים של משוואת ברנולי הוא לחשב את מהירות יציאת הנוזל מתחתית מיכל (ראה איור).

אנו מיישמים את משוואת ברנולי בנקודה 1 (פני המיכל) ובנקודה 2 (פני החור). מכיוון שקוטר החור בתחתית המיכל קטן בהרבה מקוטר המיכל, מהירות הנוזל על פני המיכל נחשבת לאפס (v1 ₌ 0). פני המיכל ופני החור פתוחים כך שהלחץ שווה ללחץ אטמוספרי (P1 ₌ P2 ₎ . לכן, משוואת ברנולי למקרה זה היא:

קראו עוד

מאמר על עקרון ברנוליס ומשוואת ברנוליס

כשאנחנו רוכבים על אופנוע, הבגדים שאנחנו לובשים נפוחים לאחור. לפעמים, אם הרוח נושבת חזק, הדלת יכולה להיסגר מעצמה. למרות שהרוח נושבת מחוץ לבית, הדלת נמצאת בתוך הבית.

ניתן להסביר זאת באמצעות עקרון ברנולי. דניאל ברנולי (1700-1782) גילה עיקרון שניתן להשתמש בו כדי להסביר את התופעה הנ"ל.

העיקרון של ברנולי

קראו עוד