Rauemi Pēhanga Wai
I roto i te ahupūngao, ko te pēhanga te tikanga he kaha mō ia wae horahanga, ko te ahunga o te kaha he poutū ki te horahanga o te mata. I roto i te pāngarau, ka whakaatuhia te pēhanga e te whārite P = F/A, ko P = pēhanga, F = kaha, ā, A = horahanga o te mata. Ko te wae o te kaha (F) ko Newton (N), ko te wae o te horahanga ko mita pūrua (m² ) . Nā te mea ko te pēhanga te kaha mō ia wae horahanga, ko te wae o te pēhanga ko N/m² . Ko tētahi atu ingoa mō N/m² ko pascal (Pa). Ka whakamahia a Pascal hei wae o te pēhanga hei whakahonore i a Blaise Pascal.
Ina takoto te wai, ka pā te kaha ki te mata katoa e pā ana ki a ia. Hei tauira, whakaarohia te wai i roto i te karāhe; ka pā te kaha ki ia wāhanga o te wai ki te pakitara karāhe. Nō reira, ka pā te kaha ki ia wāhanga o te wai ki ia wāhi o te ipu e nohoia ana e ia. He āhuatanga nui tēnei o te wai pūmau, te wai e takoto ana. Ina pā te kaha ki te mata o te wai, ki te wāhi kāore te kaha i te tū tika, ka pā te kaha tauhohenga ki te mata, kāore hoki i te tū tika. Mā tēnei ka rere te wai. Heoi, i roto i te ao tūturu, ka noho takoto te wai. Nō reira, i roto i te wai e takoto ana, ka tū tika tonu te kaha ki te mata o te ipu e nohoia ana e ia.
Ko tētahi atu āhuatanga nui o te wai e takoto kau ana, ko tōna pēhanga tonu ki ngā taha katoa. Hei mārama ake i tēnei, whakatakotoria he mea e mānu ana ki roto i tētahi ipu wai. Ki te takoto kau ana te wai, ka noho tonu te mea nā te mea he ōrite te pēhanga e pā ana ki tōna mata katoa. Ki te kore e ōrite te pēhanga o te wai, ka puta he kaha kupenga, ka neke ai te mea.
Te pānga o te hohonu ki te pēhanga
He aha te pānga o te hohonu, te teitei rānei ki te pēhanga wai? He rite tonu te pēhanga o te wai moana i te hohonutanga o te 10 mita ki te pēhanga o te wai moana i te hohonutanga o te 100 mita? Me whakaaro tātou ki te pēhanga wai i roto i tētahi ipu e whakaaturia ana i te pikitia. Ko te teitei o te pou wai ko h, ā, ko tōna horahanga whakawhiti ko A. He aha te pēhanga wai i te raro o te ipu?
w = taumaha o te wai, h = teitei o te pou wai i roto i te ipu porotaka, A = horahanga mata, ā, ko P te pēhanga.
Ngā Mōhiohio:
w = te kaha ā-papatipu
ρ = te matotoru
m = papatipu
g = te whakaterenga nā te kaha ā-papa
V = hA = te rōrahi o te pou wai (h = teitei, A = horahanga mata)
Ki te whakaurua ki roto i te whārite pēhanga, ka whiwhi tātou:
p = ρ gh → Whārite 1 (ipu kua kati)
p = pa + ρ gh → Whārite 2 (ipu tuwhera)
Ngā Mōhiohio:
pa = Pēhanga hauātea
ρ gh = Pēhanga waipūmau
I te pikitia i runga ake nei, kāore te pēhanga o te hau e whakaaturia ana, engari ko te mea pono, ki te tuwhera te ipu kei roto te wai, ka pā anō te pēhanga o te hau ki te mata o te wai, e anga ana ki raro.
I runga i te whārite i runga ake nei, te āhua nei he rite tonu te pēhanga ki te mātotoru me te hohonutanga o te wai (ka noho pūmau te whakaterenga ā-papa). I te pikinga ake o te hohonutanga o te wai, ka piki ake anō hoki te pēhanga. Kāore e taea te pēhi i ngā wai nā te taumaha o te wai i runga ake i a rātou, nō reira ka noho pūmau te mātotorutanga o te wai. Mena he tino nui te rerekētanga teitei (hei tauira, i roto i te wai moana tino hohonu), ka rerekē paku te mātotorutanga. Heoi, ki te kore te rerekētanga teitei i te tino nui, he rite tonu te mātotorutanga o te wai, he iti rawa rānei te rerekētanga, ā, ka taea te wareware.
Ka taea hoki e tātou te whakamahi i te whārite i runga ake nei hei tatau i te rerekētanga pēhanga i ngā hohonutanga rerekē. Ka taea te tuhi anō i te whārite i runga ake nei penei:
Pēhanga Āhuarangi
Ina ruku tātou i raro i te wai, ka karapotia tō tātou tinana katoa e te wai. Ka hohonu ake tā tātou ruku, ka nui ake te pēhanga e pā ana ki a tātou. Inaa, i ia rā ka karapotia hoki tātou e te āhuarangi, e pēhi tonu ana i ngā wāhanga katoa o tō tātou tinana, pērā i te wā e noho ana tātou i raro i te wai. Pērā i te wai moana, ka taea te whakarite i te mata o te Ao ki te "papa moana" o te āhuarangi. Mēnā he pono ka pēhi tonu te āhuarangi i ngā wāhanga katoa o tō tātou tinana i ngā wā katoa, he aha tātou te kore ai e rongo, me te mea kei raro tātou i te moana? Kei te pupuri tonu ngā pūtau o tō tātou tinana i te pēhanga o roto e tata rite ana ki te pēhanga o waho. Koia te take kāore tātou e rongo i ngā pānga o tēnei rerekētanga pēhanga.
Ka rerekē anō hoki te pēhanga hau o te Ao i te teitei. Heoi, he paku rerekē te pēhanga hau mai i te pēhanga wai. He tino iti te huringa o te mātotoru o ngā wai mō ngā rerekētanga iti o te hohonutanga, nō reira e kiia ana he rite tonu te mātotoru o ngā wai. He rerekē tēnei i te mātotoru o te hau o te Ao. He tino rerekē te mātotoru o te hau o te Ao i te teitei. He rerekē te mātotoru o te hau i ngā teitei rerekē, nō reira kāore e taea e tātou te tatau i te pēhanga hau mā te whakamahi i te whārite i ahu mai i runga ake nei. Hei tāpiri, kāore he rohe hau mārama e taea ai te ine i te teitei. Ka rerekē anō hoki te pēhanga hau i te āhuarangi. Hei whakatau i te pēhanga hau, ka ine mātou.
Te Ine Pēhanga
I whakawhanakehia e Evangelista Torricelli (1608–1647), he tauira nā Galileo, tētahi tikanga mō te ine i te pēhanga o te hau i te tau 1643 mā te whakamahi i tana paearu konukōre. Ko te paearu he ngongo karāhe roa kua whakakiia ki te konukōre. Ko te ngongo karāhe kua whakakiia ki te konukōre i hurihia ki roto i tētahi pereti kua whakakiia hoki ki te konukōre.
Ina hurihia te ngongo karāhe kei roto te konukōre, kāore te pito o te ngongo e kī ana i te konukōre, engari ko te kohu konukōre anake kei roto, he iti rawa te pēhanga, ā, kāore e arohia (p2 = 0). Kei runga i te mata o te konukōre i roto i te pereti, he pēhanga hauātea e anga ana ki raro (ka pēhia e te hauātea te konukōre i roto i te pereti). Ka tautokohia e tēnei pēhanga hauātea te pou konukōre i roto i te ngongo karāhe. I roto i te pikitia, ko te pēhanga hauātea e tohuhia ana e po Ka taea te tatau i te rahi o te pēhanga hau mā te whakamahi i te whārite:
p o = ρ gh
I runga i ngā hua ine, ko te pēhanga hauātea toharite i te taumata moana ko 1,013 x 105 N /m2 . Ko te rahi o te pēhanga hauātea i te taumata moana ka whakamahia hei tautuhi i tētahi atu waeine pēhanga, arā, te atm (hauātea). Nō reira, 1 atm = 1,013 x 105 N /m2 = 101,3 kPa (kPa = kilo pascal). Ko tētahi atu waeine pēhanga ko te pae (e whakamahia pinepine ana i roto i te matawhenua). 1 pae = 1,00 x 105 N /m2 = 100 kPa.
Me pēhea te whiwhi i te pēhanga o te hau i runga ake nei?
E whakamahia ana te mātāpono i whakaaturia e Torricelli i runga ake nei mō te ine. Ko te teitei o te pou mercury i whakamahia he 76 cm (ka taea anake e te pēhanga hau te tautoko i te pou mercury he 76,0 cm anake te teitei), ko te pāmahana o te mercury i whakamahia he 0 noa iho. oC, ā, ko te rahi o te whakaterenga ā-papa he 9,8 m/s2Ko te mātotoru o te konukōre i tēnei āhua ko 13,6 x 103 kg / m3Te pēhanga o te hau:
Ine pēhanga
He maha ngā taputapu e whakamahia ana hei ine i te pēhanga, tae atu ki te manometer ngongo tuwhera.
I roto i te manometer ngongo tuwhera, ina he āhua-U te ngongo, ka whakakīia te ngongo ki te wai (mercury, wai rānei). E pā ana te pēhanga ine ki te rerekētanga o ngā teitei e rua o ngā wai i whakaurua ki roto i te ngongo. Ka tatauhia te pēhanga mā te whakamahi i te whārite:
I te nuinga o te wā, ehara i te hua o te ρ gh te mea e tatauhia ana engari ko te teitei o te wai (h) nā te mea i ētahi wā ka whakaatuhia te pēhanga i roto i ngā mirimita o te mercury (mm hg) me ngā mirimita wai rānei (mm H 2 O). Ko tētahi atu ingoa mō te mm hg ko torr (hei maumaharatanga ki a Evangelista Torricelli).
Haunga ngā manometer, kei reira anō ētahi atu taputapu ine, arā, ngā barometer aneroid, ā-ringa me te hiko, tae atu ki ngā ine pēhanga potae, me ētahi atu. Ko te taputapu i whakamahia e Torricelli hei ine i te pēhanga hau e kiia ana hoki he barometer mercury, ka whakakīia he ngongo karāhe ki te mercury, kātahi ka hurihia hei pereti kei roto hoki te mercury.
Pēhanga Whakatauria, Pēhanga Ine me te Pēhanga Tino
Ina whakakīia ngā potae waka ki te hau, ka whakamahia he ine pēhanga hau. Mā tēnei ka whakarite kia kaua e tino iti, e tino teitei rānei te pēhanga o ngā potae. Ina whakakīia ngā potae ki te hau, ko te pēhanga hau anake i roto i te potae ka inehia. Kāore te pēhanga hauhautanga e whakaarohia. Ehara i te mea ko te ine i te pēhanga potae anake, engari i te nuinga o ngā inenga pēhanga kē atu, kāore te pēhanga hauhautanga e inehia. Ka kiia tēnei pēhanga inehia he pēhanga inehia. Nō reira, he aha te rerekētanga i waenganui i tēnei me te pēhanga tino?
Pēhanga tino = pēhanga hau + pēhanga ine. Nō reira, hei whiwhi i te pēhanga tino, ka tāpirihia te pēhanga ine ki te pēhanga hau. Ara, te pēhanga tino = te pēhanga katoa. Mā te pāngarau, ka taea tēnei te tuhi penei:
p = pa + p ine
Hei tauira, mēnā ko te pēhanga o te potae ka inehia e tātou = 100 kPa, ko te pēhanga tuturu koia tēnei:
p = pa + p ine
p = 101 kPa + 100 kPa
p = 201 kPa
Ko te pēhanga tino = 201 kPa.
Tērā tētahi atu kupu: te pēhanga ine, e mōhiotia ana ko te pēhanga ine. Ko te pēhanga ine te pēhanga nui atu i te pēhanga o te hau. Hei tauira, whakaarohia te pēhanga o te potae motopaika. Ina heke te pēhanga o te potae motopaika, ka rite te pēhanga i roto i te potae ki te pēhanga o te hau (Pēhanga hau = 1,01 x 105 Pa = 101 kPa). Ina kī tonu te potae i te hau, ka piki ake te pēhanga o te potae. Ina neke ake te pēhanga o te potae i te 101 kPa, ka kiia hoki te pēhanga nui ko te pēhanga ine.
Ngā Tauira Pātai mō te Pēhanga Wai
Tauira pātai 1:
Ka rukuhia e te waka ruku ki te hohonutanga o te 200 mita. He aha te pēhanga e pā ana ki te waka ruku?
te ruku? g = 10 m/s2
Kōrero
E mōhiotia ana:
Hōhonutanga (h) = 200 m
Te mātotoru o te wai moana (ρ) = 1,03 x 103 kg / m3 = 1030 kg/m3 (tirohia te ripanga kiato)
Pēhanga hau (pa) = 1 atm = 1 x 105 N / m2 = 1x105 (Kg m/s2)/m2 = 1x105 Kg/ms2
Te whakaterenga nā te kaha ā-papa (g) = 10 m/s2
I pātaihia: Te pēhanga
Whakautu:
He tuwhera te ipu, nō reira kāore te pēhanga o te āhuarangi i whakaurua ki ngā tataunga.
Tauira pātai 2:
Kua whakakīia tētahi puna wai 10 mita te teitei ki te wai. Mena he
kua kati, he aha te pēhanga wai i te raro o te ipu? g = 10 m/s2
Kōrero
E mōhiotia ana:
Teitei (h) = 10 m
Te mātotoru o te wai (ρ) = 1,00 x 103 kg / m3 = 1000 kg/m3
Pēhanga hau (pa) = 1 atm = 1 x 105 N / m2 = 1x105 (kg m/s2) / mita2 = 1x105 Kg/ms2
Te whakaterenga nā te kaha ā-papa (g) = 10 m/s2
I pātaihia: Te pēhanga
Whakautu:
Kua kati te ipu, nō reira kāore te pēhanga o te hau e whakaurua ki ngā tataunga.
Tauira pātai 3:
Ko te teitei o te pou wai (matau) = 50 cm, ko te teitei o te pou wai kē (maui) = 30 cm. He aha te mātotoru o te wai kē?
Kōrero
E mōhiotia ana:
Te whakaterenga nā te kaha ā-papa (g) = 10 m/s2
Taumata wai (h1) = 50 henemita
Te mātotoru o te wai (ρ1) = 1,00 x 103 kg / m3 = 1000 kg/m3
Teitei wai kē atu (h2) = 30 henemita
Te mātotoru o ētahi atu wai (ρ2) = ?
pa + ρ 1 gh 1 = pa + ρ 2 gh 2
He ōrite te pēhanga hauātea (Pa) me te whakaterenga ā-papa (g), nō reira ka whakakorengia.
Tauira pātai 4:
Kei roto i tētahi ngongo karāhe he wai, 10 cm te teitei. Ko te pēhanga wai i raro i te ngongo he 1200 N/m.2. Mēnā ko te g = 10 m/s2Kaua e aro ki te pēhanga hau. He aha te matotoru o te wai?
A. 800 kg/m3
B. 900 kg/m3
C. 1000 kg/m3
D. 1200 kg/m3
E. 1300 kg/m3
Kōrero:
E mōhiotia ana :
Ketinggian wai (h) = 10 cm = 0,1 mita
Pēhanga wai (P) i te turanga o te ngongo = 1200 N/m2
Te Whakaterenga o te Āhuatanga Taumaha (g) = 10 m/s2
I pātaihia :
Kiato wai?
Whakautu :
Kiato ko te wai he 1200 kg/m3.
Ko te whakautu tika ko D.
Tauira pātai 5:
Ko te rerekētanga mata o te mekuri i roto i ngā oko honohono he 3 cm. Ko te mātotoru o te mekuri = 13,6 gr/cm3. Ko te teitei o te wai i roto i te ngongo i te taha maui he 10 cm. He aha te mātotoru o te wai?
A. 800 kg/m3
B. 1030 kg/m3
C. 1080 kg/m3
D. 1300 kg/m3
E. 1360 kg/m3
Kōrero:
E mōhiotia ana :
Teitei (h) o Mercury = 3 cm = 0,03 m
Te mātotoru o te konukōre = 13,6 karamu/cm3 = 13600 kg/m3
Teitei (h) o te wai = 10 cm = 0,1 m
I pātaihia :
Kiato wai?
Whakautu:
Kei roto te pūnaha i te āhua taurite pumau, nō reira ko te pēhanga o te wai (ngoi maui) = te pēhanga o te mercury (ngoi matau)
Phau +Pwai =Phau +Pte mēkuri
He rite tonu te pēhanga hau, nō reira kua tangohia atu i te whārite
P wai = P hau
Ko te whakautu tika ko C.
