Pamata fizikas pamācības

Raksts par Poiseuilles vienādojumu

Puazeila vienādojumu atklāja Žans Luijs Marija Puazeijs (1799–1869). Kā paskaidrots, katru šķidrumu var uzskatīt par ideālu šķidrumu. Ideālam šķidrumam nav viskozitātes. Ja pieņemam, ka ideāls šķidrums plūst caurulē, katra šķidruma daļa pārvietojas ar vienādu ātrumu (v). Atšķirībā no ideālā šķidruma, reālajam šķidrumam, ar ko mēs sastopamies ikdienas dzīvē, ir viskozitāte. Tā kā tam ir viskozitāte, tad, piemēram, plūstot caurulē, katras šķidruma daļas ātrums mainās. Šķidruma slānis, kas atrodas vidū, pārvietojas ātrāk (dziļais v), turpretī šķidruma slānis, kas piestiprināts pie caurules, nekustas (v = 0). Tātad no caurules vidus līdz malai katra šķidruma daļa pārvietojas ar atšķirīgu ātrumu. Lai atvieglotu izpratni, aplūkojiet attēlu zemāk.

Vairāk

Šķidrumiem, gan šķidrām, gan gāzveida vielām, ir atšķirīgs viskozitātes līmenis. Viskozitāte ir berze starp molekulām, kas veido šķidrumu. Tātad molekulas veido šķidruma berzi, kad šķidrums plūst. Šķidrumos viskozitāti rada kohēzijas spēki (vilkšanas spēki starp līdzīgām molekulām). Savukārt gāzveida vielās viskozitāti rada molekulu sadursmes.

Šķidrs šķidrums, piemēram, ūdens, plūst vieglāk. Savukārt biezs šķidrums, piemēram, smērviela, plūst grūtāk. To var pierādīt, uzlejot ūdeni un smērvielu uz slīpas virsmas. Ūdens plūst ātrāk nekā eļļa. Šķidruma viskozitātes līmenis ir atkarīgs arī no temperatūras. Jo augstāka ir šķidruma temperatūra, jo mazāk viskozs ir šķidrums. Piemēram, kad māte virtuvē cep zivi, cepamā eļļa, kas sākotnēji sabiezē, karsējot kļūst šķidrāka. Un otrādi, jo augstāka ir gāzveida vielas temperatūra, jo biezāka ir gāzveida viela.

Vairāk

Kohēzijas un adhēzijas spēks

Kohēzijas spēks ir pievilkšanās spēks starp molekulām līdzīgā vielā, savukārt pievilkšanās spēku starp nevienādas vielas molekulām sauc par adhēzijas spēku. Piemēram, mēs ielejam ūdeni glāzē. Kohēzija rodas, kad ūdens molekulas pievelk viena otru, savukārt adhēzija rodas, kad ūdens molekulas un stikla molekulas pievelk viena otru.

Vairāk

Vai esi kādreiz spēlējis ziepju burbuļus? Apaļš ziepju burbulis. Smieklīgi. Var uzpūst. Pēc lidošanas ziepju burbuļi pārsprāgst. Vau, cik jautra bērnības spēle. Kāpēc ziepju burbulis ir apaļš?

Lūdzu, pamostoties no rīta, pievērsiet uzmanību lapām ap māju. Pavērojiet rasas lāses, kas pielipušas pie lapām. Tas ir dīvaini; rasas lāses ir apaļas. Kā tas var būt tā?

Virsmas spraigums rodas tāpēc, ka šķidruma virsma mēdz savilkties, kā rezultātā virsma izskatās kā plāna membrāna. To ietekmē kohēzijas spēks starp ūdens molekulām. Lai labāk izprastu šo skaidrojumu, apsveriet šo ilustrāciju. Mēs aplūkojam šķidrumu traukā.

Vairāk

Raksts par Arhimēda principu

Kuģis ar milzīgu masu negrimst, savukārt akmens ar mazu izmēru var nogrimt. Kāpēc tā? Atbilde ir vienkārša, ja saprotat peldspējas jēdzienu un Arhimēda principu.

Ikdienas dzīvē mēs redzēsim, ka priekšmetiem, kas ievietoti šķidrumā, piemēram, klintīm, ir mazāks svars nekā tad, ja objekti neatrodas šķidrumā. Jums var būt grūti pacelt akmeni no zemes, bet to pašu akmeni bez piepūles var pacelt no jūras ūdens dibena. Tas ir saistīts ar peldspēju. Peldspēja rodas šķidruma spiediena atšķirību dēļ dažādos dziļumos. Šķidruma spiediens palielinās līdz ar dziļumu, jo biezāks šķidrums, jo lielāks šķidruma spiediens. Kad objekts tiek ievietots šķidrumā, starp šķidrumu objekta augšpusē un šķidrumu objekta apakšā būs spiediena atšķirība. Šķidrumam, kas atrodas objekta apakšā, ir lielāks spiediens nekā šķidrumam objekta augšpusē.

Vairāk

Raksts par Paskāla principu

Kā hidrauliskā pacēlāja darbības princips tiek izmantots automašīnas pacelšanai? Kāds ir hidraulisko bremžu darbības princips, ja tās tiek izmantotas, lai samazinātu automašīnas ātrumu? Lūdzu, apgūstiet Paskāla principu, lai to saprastu.

Katrs šķidrums vienmēr rada spiedienu uz visiem objektiem, kas ar to saskaras. Ūdens, ko ielejam glāzē, radīs spiedienu uz stikla sienu. Tāpat, ja mēs peldamies baseinā vai jūras ūdenī, baseina ūdens vai jūras ūdens rada spiedienu arī uz visu mūsu ķermeni.

Vairāk

Raksts par spiedienu šķidrumos

Fizikā spiedienu definē kā spēku uz laukuma vienību, kur spēka virziens ir perpendikulārs virsmas laukumam. Matemātiski spiedienu izsaka ar vienādojumu P = F / A, kur P = spiediens, F = spēks un A = virsmas laukums. Spēka mērvienība (F) ir ņūtons (N), laukuma mērvienība ir kvadrātmetrs (m² ⁾ . Tā kā spiediens ir spēks uz laukuma vienību, spiediena mērvienība ir N/m² ^{. Vēl viens N/ m²} nosaukums ir paskāls (Pa). Paskāls tika izmantots kā spiediena mērvienība par godu Blēzam Paskālam.

Vairāk

Raksts par blīvumu un īpatnējo svaru

Blīvums

Viena no svarīgākajām vielas īpašībām ir blīvums. Blīvums ir masas un tilpuma attiecība. Matemātiski attēlots:

ρ = m/V

ρ (rho) ir grieķu burts, ko parasti lieto blīvuma izteikšanai, m ir masa un V ir tilpums. Homogēna šķidruma blīvums atšķiras no homogēnas cietas vielas blīvuma. Piemēram, dzelzs blīvums katrā daļā ir vienāds. Zemes atmosfērā, jo augstāk atmosfēra atrodas no Zemes virsmas, jo mazāks ir tās blīvums, savukārt jūras ūdenī, jo dziļāks ir jūras ūdens, jo lielāks ir tā blīvums. Homogēna šķidruma blīvums var būt atkarīgs no vides faktoriem, piemēram, temperatūras un spiediena.

Vairāk

Raksts par Bernullis principa un Bernullis vienādojuma pielietojumiem

Torričelli teorēma

Viens no Bernulli vienādojuma pielietojumiem ir aprēķināt šķidruma izejas ātrumu no trauka apakšas (sk. attēlu).

Mēs piemērojam Bernulli vienādojumu 1. punktā (tvertnes virsma) un 2. punktā (cauruma virsma). Tā kā cauruma diametrs trauka apakšā ir daudz mazāks nekā trauka diametrs, šķidruma ātrums pa trauka virsmu tiek uzskatīts par nulli (v1 ₌ 0). Trauka virsma un cauruma virsma ir atvērtas, tāpēc spiediens ir vienāds ar atmosfēras spiedienu (P1 ₌ P2 ₎ . Tādējādi Bernulli vienādojums šajā gadījumā ir:

Vairāk

Raksts par Bernullis principu un Bernullis vienādojumu

Braucot ar motociklu, mūsu valkātās drēbes pietūkst uz aizmuguri. Dažreiz, ja vējš pūš stipri, durvis var pašas aizvērties. Lai gan vējš pūš ārpus mājas, bet durvis ir iekšpusē.

To var izskaidrot, izmantojot Bernulli principu. Daniels Bernulli (1700–1782) atklāja principu, ko varētu izmantot, lai izskaidrotu iepriekš minēto parādību.

Bernulli princips

Vairāk