របៀបគណនាសម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិច
សម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិច គឺជាគោលគំនិតដ៏សំខាន់មួយនៅក្នុងរូបវិទ្យាសារធាតុរាវ ដែលតែងតែជួបប្រទះក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ ចាប់ពីដំណើរការនៃទំនប់ទឹក ធុងទឹក និងនាវាមុជទឹក រហូតដល់ការវាស់សម្ពាធឈាមជាមួយឧបករណ៍ជាក់លាក់។ និយាយឱ្យសាមញ្ញ សម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិច គឺជាសម្ពាធដែលបញ្ចេញដោយសារធាតុរាវនៅពេលសម្រាក ដោយសារតែឥទ្ធិពលនៃទំនាញផែនដី។ ចំណុចកាន់តែជ្រៅនៅក្នុងសារធាតុរាវ សម្ពាធដែលជួបប្រទះដោយចំណុចនោះកាន់តែធំ។ អត្ថបទនេះនឹងពិភាក្សាអំពីនិយមន័យ រូបមន្ត ជំហានគណនា ឧទាហរណ៍នៃបញ្ហា និងការអនុវត្តជាក់ស្តែងនៃសម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិច។
ការយល់ដឹងអំពីសម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិច
សម្ពាធ គឺជាកម្លាំងដែលធ្វើសកម្មភាពលើផ្ទៃមួយក្នុងមួយឯកតាផ្ទៃ។ នៅក្នុងសារធាតុរាវដែលនៅស្ងៀម សម្ពាធកើតចេញពីទម្ងន់របស់សារធាតុរាវផ្ទាល់។ ដូច្នេះ សម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិចត្រូវបានជះឥទ្ធិពលដោយជម្រៅ ដង់ស៊ីតេសារធាតុរាវ និងការបង្កើនល្បឿនទំនាញ។ សម្ពាធនេះធ្វើសកម្មភាពស្មើៗគ្នាគ្រប់ទិសដៅនៅចំណុចដែលបានផ្តល់ឱ្យ ដូច្នេះជញ្ជាំងនៃធុង បាតអាង និងវត្ថុណាមួយដែលជ្រមុជនៅក្នុងសារធាតុរាវ ជួបប្រទះសម្ពាធពីសារធាតុរាវ។
បាតុភូតដែលងាយសង្កេតឃើញបំផុតកើតឡើងនៅពេលអ្នកមុជទឹកក្នុងអាងទឹក ឬមហាសមុទ្រ៖ សម្ពាធក្នុងត្រចៀករបស់អ្នកកើនឡើងនៅពេលអ្នកមុជទឹកកាន់តែជ្រៅ។ នេះកើតឡើងដោយសារតែសម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិចកើនឡើងជាមួយនឹងជម្រៅ។
រូបមន្តសម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិច
រូបមន្តមូលដ្ឋានសម្រាប់សម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិចនៅជម្រៅជាក់លាក់មួយគឺ៖
P = ρgh
ព័ត៌មាន៖
– P = សម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិច (ប៉ាស្កាល់, ប៉ា)
– ρ (rho) = ដង់ស៊ីតេសារធាតុរាវ (គីឡូក្រាម/ម៉ែត្រគូប)
– g = សំទុះដោយសារទំនាញ (m/s²) ជាទូទៅ 9,8 m/s² ឬជារឿយៗបង្គត់ទៅ 10 m/s² ដើម្បីធ្វើឱ្យការគណនាកាន់តែងាយស្រួល
– h = ជម្រៅពីផ្ទៃរាវ (ម៉ែត្រ)
រូបមន្តនេះអនុវត្តចំពោះសារធាតុរាវដូចគ្នា (ដង់ស៊ីតេត្រូវបានចាត់ទុកថាថេរ) និងសារធាតុរាវនៅពេលសម្រាក។
សម្ពាធសរុប (ប្រសិនបើមានសម្ពាធលើផ្ទៃ)
ក្នុងករណីខ្លះ ផ្ទៃសារធាតុរាវក៏ជួបប្រទះសម្ពាធជាក់លាក់មួយដែរ ឧទាហរណ៍ សម្ពាធបរិយាកាស ។ ប្រសិនបើអ្នកចង់ គណនា សម្ពាធសរុបនៅជម្រៅ h នោះ៖
P_សរុប = P_ផ្ទៃ + ρ gh
ចំពោះផ្ទៃដែលប៉ះពាល់នឹងខ្យល់ ផ្ទៃ P ជាធម្មតាគឺជាសម្ពាធបរិយាកាស (ប្រហែល 101.325 Pa នៅកម្រិតទឹកសមុទ្រ)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្នុងបញ្ហាសាលារៀនជាច្រើន សម្ពាធបរិយាកាសជួនកាលត្រូវបានមិនអើពើ ឬគណនាដាច់ដោយឡែកតាមតម្រូវការ។
ហេតុអ្វីបានជាសម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិចកើនឡើងជាមួយនឹងជម្រៅ?
តាមគំនិត ចំណុចកាន់តែជ្រៅនៅក្នុងអង្គធាតុរាវ ទម្ងន់នៃជួរឈរអង្គធាតុរាវដែលនៅពីលើចំណុចនោះកាន់តែខ្លាំង។ ទម្ងន់នេះរុញចុះក្រោមលើចំណុចខាងក្រោមវា ដែលធ្វើឱ្យសម្ពាធកើនឡើង។
រឿងសំខាន់ៗដែលត្រូវយល់៖
១. សម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិចមិនអាស្រ័យលើរូបរាងរបស់ធុងនោះទេ។ ធុងដែលខ្ពស់ និងតូចចង្អៀត ឬធុងខ្លី និងធំទូលាយនឹងបង្កើតសម្ពាធដូចគ្នានៅជម្រៅដូចគ្នា (ជាមួយនឹងសារធាតុរាវដូចគ្នា)។
2. សម្ពាធអាស្រ័យលើជម្រៅបញ្ឈរ មិនមែនចម្ងាយផ្អៀង ឬទីតាំងផ្ដេកទេ។
៣. សម្ពាធធំជាង ប្រសិនបើដង់ស៊ីតេនៃសារធាតុរាវធំជាង (ឧទាហរណ៍ ទឹកសមុទ្រមានសម្ពាធធំជាងទឹកសាបនៅជម្រៅដូចគ្នា)។
ជំហានដើម្បីគណនាសម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិច
ខាងក្រោមនេះជានីតិវិធីសាមញ្ញមួយដើម្បីគណនាសម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិច៖
១. កំណត់អត្តសញ្ញាណសារធាតុរាវដែលបានប្រើ
កំណត់ដង់ស៊ីតេ (ρ)។ ឧទាហរណ៍៖
– ទឹកសាប៖ ប្រហែល 1000 គីឡូក្រាម/ម៉ែត្រគូប
– ទឹកសមុទ្រ៖ ប្រហែល ១០២៥ គីឡូក្រាម/ម៉ែត្រគូប
– ប្រេង៖ ប្រែប្រួល ជាញឹកញាប់ប្រហែល 800–900 គីឡូក្រាម/ម៉ែត្រគូប
– បារត៖ ប្រហែល 13.600 គីឡូក្រាម/ម៉ែត្រគូប
2. កំណត់ជម្រៅនៃចំណុច (h)
ត្រូវប្រាកដថាឯកតាជាម៉ែត្រ។ ប្រសិនបើជម្រៅត្រូវបានផ្តល់ជាសង់ទីម៉ែត្រ សូមបម្លែងវាទៅជាម៉ែត្រដោយចែកនឹង 100។
៣. កំណត់ការបង្កើនល្បឿនដោយសារទំនាញ (g)
ប្រើ 9,8 ម៉ែត្រ/វិនាទី² ឬ 10 ម៉ែត្រ/វិនាទី² ស្របតាមការណែនាំសម្រាប់សំណួរ។
៤. ជំនួសទៅក្នុងរូបមន្ត P = ρgh
គណនា ហើយត្រូវប្រាកដថាឯកតាលទ្ធផលគឺ ប៉ាស្កាល់ (Pa)។
៥. ប្រសិនបើត្រូវបានស្នើសុំឱ្យដាក់សម្ពាធសរុប
បូកសម្ពាធផ្ទៃ៖ P_សរុប = P_ផ្ទៃ + ρgh។
ឧទាហរណ៍នៃការគណនាសម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិច
ឧទាហរណ៍ទី 1: សម្ពាធនៅបាតអាង
អាងទឹកមួយមានទឹកសាបដែលមានជម្រៅ 2 ម៉ែត្រ។ តើសម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិចនៅបាតអាងមានប៉ុន្មាន? ប្រើ g = 10 m/s²។
វាត្រូវបានគេស្គាល់ថា៖
– ρ = 1000 គីឡូក្រាម/ម៉ែត្រគូប
– ក្រាម = 10 ម៉ែត្រ/វិនាទី²
– ម៉ោង = 2 ម៉ែត្រ
ការគណនា៖
P = ρgh = 1000 × 10 × 2 = 20.000 ប៉ា
ដូច្នេះសម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិចនៅបាតអាងគឺ 20.000 Pa។
ឧទាហរណ៍ទី 2: សម្ពាធសរុបជាមួយសម្ពាធបរិយាកាស
ចំណុចមួយស្ថិតនៅជម្រៅ 3 ម៉ែត្រក្នុងទឹកសាបក្នុងស្រះបើកចំហមួយ។ គណនាសម្ពាធសរុបប្រសិនបើសម្ពាធបរិយាកាសគឺ 101.325 Pa, g = 9,8 m/s²។
វាត្រូវបានគេស្គាល់ថា៖
– ផ្ទៃ P = 101.325 Pa
– ρ = 1000 គីឡូក្រាម/ម៉ែត្រគូប
– ក្រាម = 9,8 ម៉ែត្រ/វិនាទី²
– ម៉ោង = 3 ម៉ែត្រ
P_អ៊ីដ្រូស្តាទិច = 1000 × 9,8 × 3 = 29.400 Pa
P_total = 101.325 + 29.400 = 130.725 Pa
ដូច្នេះសម្ពាធសរុបគឺប្រហែល 130.725 Pa ។
ឧទាហរណ៍ទី 3: ការប្រៀបធៀបទឹក និងប្រេង
នៅក្នុងធុងមានប្រេងដែលមានដង់ស៊ីតេ 800 គីឡូក្រាម/ម៉ែត្រគូប។ គណនាសម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិចនៅជម្រៅ 5 ម៉ែត្រ ប្រសិនបើ g = 10 ម៉ែត្រ/វិនាទីការ៉េ។
P = ρgh = 800 × 10 × 5 = 40.000 ប៉ា
សម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិចនៅជម្រៅនោះគឺ 40.000 Pa។ ប្រៀបធៀបវាទៅនឹងទឹក (ρ = 1000): P នឹងស្មើនឹង 50.000 Pa។ នេះបង្ហាញថាដង់ស៊ីតេប៉ះពាល់ដល់សម្ពាធ។
ឯកតាសម្ពាធ និងការបម្លែង
សម្ពាធជាធម្មតាត្រូវបានបង្ហាញជា៖
– ប៉ាស្កាល់ (Pa) = N/m²
- kPa (គីឡូប៉ាស្កាល់) = 1000 Pa
– បារ = 100.000 ប៉ា
– atm = 101.325 Pa
ឧទាហរណ៍ សម្ពាធ 20.000 Pa អាចសរសេរជា 20 kPa។
ការអនុវត្តសម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិចក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ
១. ទំនប់
ជញ្ជាំងទំនប់ត្រូវបានធ្វើឱ្យក្រាស់នៅខាងក្រោម ពីព្រោះសម្ពាធទឹកកើនឡើងនៅជម្រៅកាន់តែច្រើន។ នេះគឺជាការអនុវត្តដោយផ្ទាល់នៃសម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិច។
២. ធុងទឹក និងប៉មទឹក
ប៉មទឹកប្រើប្រាស់គោលការណ៍ដែលថាសម្ពាធត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយកម្ពស់នៃជួរឈរទឹក (h)។ ប៉មកាន់តែខ្ពស់ សម្ពាធទឹកដែលអាចផ្គត់ផ្គង់ដល់ផ្ទះសម្បែងកាន់តែខ្ពស់។
៣. នាវាមុជទឹក និងការមុជទឹក
នាវាមុជទឹកត្រូវតែត្រូវបានរចនាឡើងជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធរឹងមាំ ពីព្រោះសម្ពាធកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹងជម្រៅ។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ អ្នកមុជទឹកប្រើឧបករណ៍ដកដង្ហើមដោយសារតែសម្ពាធខ្ពស់។
៤. ការបញ្ចូលឈាម និងការបញ្ចូលឈាម
សារធាតុរាវដែលចាក់តាមសរសៃឈាមជាធម្មតាត្រូវបានព្យួរខ្ពស់ជាងទីតាំងរាងកាយរបស់អ្នកជំងឺ ដូច្នេះភាពខុសគ្នានៃកម្ពស់បង្កើតសម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិចដែលជួយដល់លំហូរសារធាតុរាវ។
កំហុសទូទៅនៅពេលគណនាសម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិច
កំហុសទូទៅមួយចំនួន៖
– មិនផ្លាស់ប្តូរឯកតាជម្រៅពី សង់ទីម៉ែត្រ ទៅ ម៉ែត្រ ទេ។
- ការប្រើប្រាស់ម៉ាស់ (kg) вместо density (kg/m³) ។
- ពិចារណា សម្ពាធអាស្រ័យលើបរិមាណ ទឹកសរុប ប៉ុន្តែអ្វីដែលសំខាន់គឺជម្រៅ។
– ភ្លេចបន្ថែមសម្ពាធបរិយាកាស នៅពេលសួរអំពីសម្ពាធសរុប។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
ការគណនាសម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិចគឺសាមញ្ញណាស់៖ ប្រើរូបមន្ត P = ρgh។ សម្ពាធកើនឡើងតាមជម្រៅ ដែលជះឥទ្ធិពលដោយដង់ស៊ីតេសារធាតុរាវ និងការបង្កើនល្បឿនទំនាញ។ ក្នុងករណីខ្លះ សម្ពាធសរុបក៏រួមបញ្ចូលសម្ពាធលើផ្ទៃដូចជាសម្ពាធបរិយាកាសផងដែរ។ តាមរយៈការយល់ដឹងអំពីគោលគំនិត និងជំហានគណនា អ្នកអាចអនុវត្តសម្ពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិចចំពោះបញ្ហារូបវិទ្យាផ្សេងៗ និងស្ថានភាពប្រចាំថ្ងៃ ដូចជាការរចនារចនាសម្ព័ន្ធទឹក ប្រព័ន្ធចែកចាយទឹក និងសូម្បីតែសុវត្ថិភាពមុជទឹក។
ប្រសិនបើអ្នកចង់បាន ខ្ញុំអាចធ្វើសំណួរអនុវត្តមួយចំនួនជាមួយនឹងការពិភាក្សា ឬតារាងដង់ស៊ីតេនៃសារធាតុរាវផ្សេងៗ ដែលត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់ក្នុងការគណនា។
