Gotara li ser Zexta di şilavan de
Di fîzîkê de, zext wekî hêz li ser yekîneya rûberê tê pênasekirin, ku rêça hêzê li ser rûberê perpendîkular e. Ji hêla matematîkî ve, zext bi hevkêşeya P = F / A tê îfadekirin, ku P = zext, F = hêz û A = rûberê rûberê ye. Yekîneya hêzê (F) Newton (N) ye, yekîneya rûberê metrekare (m2) ye . Ji ber ku zext hêz li ser yekîneya rûberê ye, yekîneya zextê N/m2 ye . Navekî din ji bo N/m2 Pascal (Pa) ye. Pascal wekî yekîneya zextê ji bo rûmeta Blaise Pascal dihat bikar anîn.
Dema ku şilav di rewşa bêçalakiyê de ye, şilav hêzek peyda dike ku li ser tevahiya rûyê têkiliyê perpendîkular e. Bo nimûne, em ava di cam de dinirxînin; her beşek avê hêzek peyda dike ku rêyek perpendîkular li ser dîwarê cam heye. Ji ber vê yekê her beşek avê hêzek perpendîkular ji bo her yekîneya rûbera konteynerê ku ew digire peyda dike. Ev yek ji taybetmendiyên bingehîn ên şilava statîk e. Dema ku şilav hêzek çalakiyê li ser rûyê dike, ku rêça hêzê perpendîkular nîne, rûber dê hêzek reaksiyonê bide ku rêça wê perpendîkular nîne. Ev ê bibe sedema herikîna şilavê. Lê flu, id di rewşa bêçalakiyê de ye. Ji ber vê yekê encam ev e, di şilavek bêçalak de, rêça hêzê her gav perpendîkular li ser rûyê konteynerê ye.
Taybetmendiyeke din a girîng a şilava statîk ew e ku şilav her tim li hemû aliyan zextê dike. Ji bo ku hûn vê ravekirinê çêtir fam bikin, tiştekî ku dikare di nav avê de biherike, têxin konteynirekê. Ger av bêhna xwe vede, wê demê tişt naçe ji ber ku heman zext li ser tevahiya rûyê tiştî dixebite. Ger zexta avê ne yek be, wê demê hêzek tevahî dê hebe, ku dê bibe sedema tevgera tiştî.
[irp]
Bandora kûrahiyê li ser zextê
Kûrahî an bilindahî çawa bandorê li zexta şilavê dike? Gelo zexta ava deryayê li kûrahiya 10 metreyan wekî zexta ava deryayê li kûrahiya 100 metreyan e? Werin em zexta avê di konteynirekê de wekî ku di wêneyê de tê xuyang kirin binirxînin. Bilindahiya stûna şilavê h û rûbera xaçerêya wê A ye. Zeexta avê li binê konteynerê çi ye?
w = giraniya avê, h = bilindahiya stûna avê di konteynirek silindirî de, A = rûbera rûberê, û P jî zext e.
Giraniya stûna şile ev e:
ρ = m/V
m = ρV
m = ρhA
Giraniya stûna şile ev e:
w = mg = ρhAg
w = giranî, ρ = tîrbûn, m = girseyî, g = lezandina gravîtasyonê, V = h A = qebareya şilavê (h = bilindahî, A = rûbera rûberê)
Eger hevkêşeya jorîn di hevkêşeya zextê de were bicihkirin:
p = ρgh → Hevkêşeya 1 (konteynirek girtî)
p = pa + ρgh → Hevkêşeya 2 (konteynirek vekirî)
pa = zexta atmosferîk, ρgh = zexta hîdrostatîk
Eger konteynirê vekirî av hebe, zexta atmosferîk li ser rûyê avê ber bi jêr ve tê rêve kirin.
Li gorî hevkêşeya jorîn, zext rasterast bi tîrbûn û kûrahiya şilavê re rêjeyî ye (lezgîniya gravîtasyonê sabît e).
Eger cudahiya bilindahiyê pir mezin be (bo nimûne di ava deryayê ya pir kûr de), tîrbûn hinekî cuda ye. Lê eger cudahiya bilindahiyê ne pir girîng be, di bingeh de tîrbûna şilavê yek e, an jî cudahî ewqas piçûk e ku nayê paşguhkirin.
Em dikarin hevkêşeya jorîn jî bikar bînin da ku cudahiya zextê li her kûrahiyek cuda hesab bikin. Hevkêşeya jorîn dîsa tê nivîsandin:
Δp = ρg Δh
Δp = cudahiya zextê, Δh = cudahiya bilindahiyê
[irp]
Zexta atmosferê
Dema ku em dadikevin nav avê, hemû beşên laşê me bi avê tên nixumandin. Her ku em kûrtir dadikevin, zexta ku em hîs dikin ewqas mezintir dibe. Her roj em ji hêla atmosferê ve jî tên nixumandin ku her gav hemû beşên laşê me ditepisîne mîna dema ku em di nav avê de ne. Wekî ava deryayê, rûyê erdê dikare bi atmosfera "bingeha deryayê" re were berhev kirin. Ger atmosfer her dem hemû beşên laşê me ditepisîne, çima em wê hîs nakin, mîna ku em li binê deryayê bin? Şaneyên laşê me zexta navxweyî diparêzin ku hema hema wekî zexta derveyî ye. Ev yek dibe sedem ku em bandorên van cûdahiyên zextê hîs nekin.
Zexta atmosferê ya Erdê jî bi bilindahiyê re diguhere. Lê zexta atmosferê ya Erdê ji ya şilekê cuda ye. Guhertinên di tîrbûna şilekan de ji bo cûdahiyên kûrahiyê yên ku ne pir mezin in pir piçûk in, ji ber vê yekê tîrbûna şilekê wekî hev tê hesibandin. Ev ji girseya atmosferê ya Erdê cuda ye. Girseya atmosferê ya Erdê bi bilindahiyê re pir diguhere. Tîrbûna hewayê li her bilindahiyê diguhere, ji ber vê yekê em nekarin zexta atmosferê bi karanîna hevkêşeyên ku li jor hatine derxistin hesab bikin. Her weha, sînorek li ser atmosferê tune ku bilindahî jê werin pîvandin. Zexta atmosferê jî bi hewayê re diguhere. Ji bo destnîşankirina zexta atmosferê, em pîvanan digirin.
Pîvandina Zextê
Evangelista Torricelli (1608-1647), xwendekarek Galileo, di sala 1643an de rêbazek ji bo pîvandina zexta atmosferê bi karanîna barometreya cîvayê ya di xebata xwe de dît. Barometre lûleyek cam a dirêj e, ku tê de lûle bi cîvayê tije ye. Belê, lûleya cam a ku cîvayê tê de ye, di tasekê de ku ew jî bi cîvayê tije ye, berevajî ye.
Dema ku lûleyeke cam a ku ciwa tê de heye tê berevajîkirin, serê lûleyê bi ciwa nayê dagirtin; naverok tenê buxara ciwa ye, zext ewqas piçûk e ku nayê paşguhkirin (p2 = 0). Li ser rûyê ciwa ku di hundirê plakayê de ye, zexteke atmosferîk heye ku ber bi jêr ve tê rêve kirin (atmosfer ciwa li ser plakayê zext dike). Zeexta atmosferîk stûna ciwa di lûleya cam de digire. Di wêneyê de, zexta atmosferîk bi po tê temsîl kirin. Mîqdara zexta atmosferîk dikare bi karanîna hevkêşeya jêrîn were hesab kirin:
p o = ρgh
Li gorî encamên pîvandinan, navîniya zexta atmosferîk li asta deryayê 1.013 x 10 5 N/m 2 ye . Mîqdara zexta atmosferîk li asta deryayê ji bo destnîşankirina yekîneyên din ên zextê, ango atm (atmosfer) tê bikar anîn. Ji ber vê yekê 1 atm = 1.013 x 10 5 N/m 2 = 101.3 kPa (kPa = kîlo paskal). Yekîneyeke din a zextê bar e (pir caran di meteorolojiyê de tê bikar anîn). 1 bar = 1.00 x 10 5 N / m 2 = 100 kPa.
[irp]
Zeexta atmosferê ya li jor çawa tê bidestxistin?
Pîvandin prensîbên ku Torricelli li jor nîşan daye bi kar tîne. Bilindahiya stûna cîwa ya ku tê bikar anîn 76 cm ye (zexta atmosferê tenê dikare stûna cîwa ya ku tenê digihîje 76.0 cm bilindahî bigire), ku germahiya cîwa tam 0 ° C tê bikar anîn û mezinahiya lezandina gravîtasyonê 9.8 m/s2 ye . Girseya cîwa di vê rewşê de 13.6 x 103 kg/m3 ye . Zexta atmosferê :
p o = ρgh
p o = (13.6 x 103 kg /m 3 )(9.8 m/s 2 )(76 cm)
p o = (13.6 x 103 kg /m 3 )(9.8 m/s 2 )(76 x 10 -2 m)
p o = 101.3 x 103 N /m 2
p o = 1.013 x 10 5 N/m 2
p o = 1 atm
Amûrên zextê
Gelek amûr hene ku ji bo pîvandina zextê têne bikar anîn, di nav wan de manometreyên lûleya vekirî jî hene.
Di manometreyeke lûleya vekirî de, ku lûle bi şiklê U ye, hin ji lûleyan bi şilekê (cîva an av) tijî ne. Zeexta pîvandî bi cudahiya di navbera du bilindahiyên şilekê de ku têxe lûleyê ve girêdayî ye. Mîqdara zextê bi karanîna hevkêşeya jêrîn tê hesibandin:
p = p a + ρgh
p a = zexta atmosferîk
ρgh = zexta pîvandî
ρ = tîrbûna şilavê
Bi gelemperî ne berhema ρ gh lê bilindahiya şilavê (h) tê hesibandin, ji ber ku zext carinan bi mîlîmetreyên cîvayê (mm Hg) an jî bi mîlîmetreyên avê (mm H2O) tê dayîn . Navekî din ê mm hg torr e (ji bo rûmeta Evangelista Torricelli).
Ji bilî manometreyan, pîvanên din jî hene, ango barometreyên aneroid, hem mekanîkî û hem jî elektrîkî, di nav de pîvanên zexta lastîkan û hwd. Amûra ku Torricelli ji bo pîvandina zexta atmosferîk bikar tîne, wekî barometreya zîv tê binavkirin, ku tê de lûleyek cam a bi zîv tije ye.
[irp]
Zexta Pîvanê û Zexta Mutleq
Zexta mutleq = zexta atmosferîk + zexta pîvandî. Ji bo bidestxistina zexta mutleq, em zexta pîvanê bi zexta atmosferîk re li hev dikin. Bi gotineke din, zexta mutleq = zexta tevahî. Bi awayekî matematîkî dikare wiha were nivîsandin:
p = pa + p g
Bo nimûne, eger zexta lastîkan a ku em dipîvin = 100 kPa be, wê demê zexta mutleq ev e:
p = p a + p g
p = 101 kPa + 100 kPa
p = 201 kPa
Mîqdara zexta mutleq = 201 kPa
Nimûneya pirsgirêka 1:
Keştiyeke binavî heta kûrahiya 200 metreyan xwe dixe bin avê. Zexmiya ku keştî pê re rû bi rû dimîne çi ye? g = 10 m/ s2
Tê zanîn:
Kûrahî (h) = 200 m
Tîrbûna ava deryayê (ρ) = 1.03 x 103 kg /m3 = 1030 kg/ m3
Zexîreya atmosferê (pa) = 1 atm = 1 x 10 5 N/m² = 1 x 10 5 (Kg m/s² ) /m² = 1 x 10 5 Kg/ ms²
Lezkirina giraniyê (g) = 10 m/ s²
Dixwazin:
Areserî:
p = pa + ρgh
p = 1 x 105 kg /m² + (1030 kg/m² ) (10 m/s² ) (200 m)
p = 1 x 10 5 kg/ms² + 2060000 kg/ ms²
p = 1 x 10 5 kg/ms2 + 20.6 x 10 5 kg/ ms2
p = 21.6 x 10 5 kg/ ms²
p = 21.6 x 10 5 N/ m²
p = 21.6 x 105 Pa
Konteyner vekirî ye, ji ber vê yekê zexta atmosferîk di hesabkirinê de nayê hesibandin.
Nimûneya pirsgirêka 2:
Depoyeke avê 10 metre bilind e û tijî avê ye. Ger rûyê depoya avê girtî be, zexta avê li binê konteynerê çi ye? g = 10 m/ s²
Tê zanîn:
Bilindahî (h) = 10 m
Tîrbûna avê (ρ) = 1,00 x 103 kg /m3 = 1000 kg/ m3
Zexîreya atmosferê (pa) = 1 atm = 1 x 10 5 N/m² = 1 x 10 5 (kg m/s² ) / m² = 1 x 10 5 Kg/ ms²
Lezkirina giraniyê (g) = 10 m/ s²
Dixwazin: Zext
Areserî:
p = ρgh
p = (1000 kg/m3 ) (10 m/ s2 )(200 m)
p = 2000,000 kg/ ms²
p = 20 x 10 5 kg/ ms²
p = 20 x 10 5 N/ m²
p = 20 x 105 Pa
Konteynir tê girtin da ku zexta atmosferîk di hesabkirinê de neyê hesibandin.
Nimûneya pirsgirêka 3:
Bilindahiya stûna avê (rast) = 50 cm ye, lê bilindahiya stûna şileka din (çep) = 30 cm ye. Tîrbûna şilekên din çi ye?
Tê zanîn:
Lezkirina giraniyê (g) = 10 m/ s²
Bilindahiya avê (h 1 ) = 50 cm
Tîrbûna avê (ρ1 ) = 1 x 103 kg /m3 = 1000 kg/ m3
Bilindahiya şilekek din (h² ) = 30 cm
Xwestî: Tîrbûna şilekek din
Areserî:
pa + ρ 1 gh 1 = pa + ρ 2 gh 2
ρ 1 h 1 = ρ 2 h 2
ρ2 = ρ1 h1 / h2
ρ2 = (50 cm)(1000 kg/m3 ) / 30 cm
ρ2 = 1666.7 kg / m3
[irp]
