Fizik Sekolah Menengah

Hukum Archimedes

Bahan Hukum Archimedes

Pernahkah anda melihat kapal? Jika anda belum pernah melihatnya secara langsung, diharapkan anda pernah melihatnya di televisyen atau internet. Kapal dengan jisim yang sangat besar tidak akan tenggelam, manakala batu kecil yang ringan boleh. Mengapa begitu? Jawapannya agak mudah jika anda memahami konsep keapungan dan prinsip Archimedes.

Dalam kehidupan seharian, kita akan mendapati bahawa objek yang diletakkan di dalam bendalir, seperti batu, mempunyai berat yang lebih rendah berbanding apabila objek tersebut tidak berada di dalam bendalir. Anda mungkin menghadapi kesukaran untuk mengangkat batu dari permukaan tanah, tetapi batu yang sama mudah diangkat dari dasar kolam. Ini disebabkan oleh daya apungan. Daya apungan berlaku kerana perbezaan tekanan bendalir pada kedalaman yang berbeza. Tekanan bendalir meningkat dengan kedalaman, semakin dalam bendalir, semakin besar tekanan bendalir. Apabila sesuatu objek diletakkan di dalam bendalir, akan terdapat perbezaan tekanan antara bendalir di atas objek dan bendalir di bawah objek. Bendalir yang terletak di bahagian bawah objek mempunyai tekanan yang lebih besar daripada bendalir yang terletak di bahagian atas objek.

Maklumat Lanjut

Tekanan bendalir

Bahan Tekanan Bendalir

Dalam fizik, tekanan ditakrifkan sebagai daya per unit luas, di mana arah daya adalah serenjang dengan luas permukaan. Secara matematik, tekanan dinyatakan oleh persamaan P = F/A, di mana P = tekanan, F = daya dan A = luas permukaan. Unit daya (F) ialah Newton (N), unit luas ialah meter persegi (m² ⁾ . Oleh kerana tekanan ialah daya per unit luas, unit tekanan ialah N/m² ^. Nama lain untuk N/m² ^ialah pascal (Pa). Pascal digunakan sebagai unit tekanan untuk menghormati Blaise Pascal.

Apabila bendalir dalam keadaan diam, ia mengenakan daya yang berserenjang dengan seluruh permukaan yang bersentuhan dengannya. Contohnya, pertimbangkan air di dalam gelas; setiap bahagian air mengenakan daya yang berserenjang dengan dinding kaca. Oleh itu, setiap bahagian air mengenakan daya yang berserenjang dengan setiap unit luas bekas yang didudukinya. Ini adalah sifat penting bendalir statik, bendalir yang diam. Apabila bendalir mengenakan daya pada permukaan, di mana daya itu tidak berserenjang, permukaan itu akan mengenakan daya tindak balas, juga tidak berserenjang. Ini akan menyebabkan bendalir mengalir. Walau bagaimanapun, pada hakikatnya, bendalir kekal dalam keadaan diam. Oleh itu, dalam bendalir yang diam, daya sentiasa berserenjang dengan permukaan bekas yang didudukinya.

Maklumat Lanjut

Memahami bendalir statik dan dinamik

Dalam fizik, bendalir ditakrifkan sebagai bahan yang boleh mengalir. Anda telah mempelajari bahawa bahan yang kita temui dalam kehidupan seharian terdiri daripada pepejal, cecair dan gas. Istilah bendalir merangkumi kedua-dua cecair dan gas, kerana cecair seperti air dan gas seperti udara boleh mengalir. Pepejal seperti batu atau besi tidak boleh mengalir dan oleh itu tidak boleh dikelaskan sebagai bendalir. Untuk lebih memahami penjelasan ini, adalah berguna untuk mempertimbangkan beberapa contoh daripada kehidupan seharian. Apabila anda mandi, anda pasti memerlukan air. Untuk sampai ke takungan, air mengalir sama ada dari mata air atau diambil dari perigi. Air adalah salah satu contoh cecair. Terdapat contoh cecair lain, seperti minyak pelincir, susu dan sebagainya. Semua cecair ini boleh dikelaskan sebagai bendalir kerana ia boleh mengalir dari satu tempat ke tempat lain. Gas juga merupakan bendalir. Gas juga boleh mengalir dari satu tempat ke tempat lain. Tiupan angin adalah contoh udara yang bergerak dari satu tempat ke tempat lain.

Maklumat Lanjut

Tegangan permukaan

Memahami Ketegangan Permukaan

Tegangan permukaan berlaku kerana permukaan cecair cenderung untuk mengeras, menghasilkan rupa seperti membran nipis. Ini dipengaruhi oleh daya kohesi antara molekul air. Untuk lebih memahami penjelasan ini, pertimbangkan ilustrasi berikut. Mari kita pertimbangkan cecair dalam bekas.

Tegangan Permukaan 1 Molekul cecair biasanya menarik antara satu sama lain. Di dalam cecair, setiap molekul cecair dikelilingi oleh molekul lain pada setiap sisi; tetapi pada permukaan cecair, hanya terdapat molekul cecair di sisi dan bawah. Tiada molekul cecair lain di atas. Oleh kerana molekul cecair menarik antara satu sama lain, terdapat daya bersih sifar pada molekul di bahagian dalam cecair. Sebaliknya, molekul cecair di permukaan tertarik oleh molekul cecair di sisi dan bawah. Akibatnya, terdapat daya bersih di permukaan cecair yang diarahkan ke bawah. Disebabkan daya bersih ke bawah ini, cecair di permukaan cenderung untuk mengurangkan luas permukaannya, mengecil sebanyak mungkin.

Maklumat Lanjut

Persamaan Poiseuille

Ia dipanggil persamaan Poiseuille kerana ia ditemui oleh mendiang Jean Louis Marie Poiseuille (1799-1869). Seperti yang dijelaskan, setiap bendalir boleh dianggap sebagai bendalir ideal. Bendalir ideal tidak mempunyai kelikatan. Jika kita membayangkan bendalir ideal yang mengalir dalam paip, setiap bahagian bendalir bergerak pada kelajuan yang sama (v). Tidak seperti bendalir ideal, bendalir sebenar, atau bendalir yang kita temui dalam kehidupan seharian, mempunyai kelikatan. Oleh kerana ia mempunyai kelikatan, apabila mengalir dalam paip, sebagai contoh, kelajuan setiap bahagian bendalir berbeza-beza. Lapisan bendalir di tengah bergerak lebih pantas (v adalah besar), manakala lapisan bendalir yang melekat pada paip tidak bergerak, alias diam (v = 0). Jadi, dari tengah ke tepi paip, setiap bahagian bendalir bergerak pada kelajuan yang berbeza. Untuk memudahkan anda memahami, perhatikan imej di bawah…

Maklumat Lanjut

Ketumpatan dan graviti tentu

Ketumpatan bahan dan graviti tentu

Ketumpatan

Salah satu sifat penting sesuatu bahan ialah ketumpatan. Ketumpatan ialah nisbah jisim sesuatu bahan kepada isipadunya. Secara matematik, ia ditulis sebagai:

ρ = m/V

ρ ialah huruf Yunani yang biasa digunakan untuk menunjukkan ketumpatan, m bermaksud jisim, dan V bermaksud isipadu. Ketumpatan bendalir homogen pada asasnya berbeza daripada ketumpatan pepejal homogen. Besi atau ais, sebagai contoh, mempunyai ketumpatan yang sama di setiap bahagian. Ini berbeza daripada bendalir, seperti atmosfera atau air. Dalam atmosfera Bumi, semakin tinggi atmosfera dari permukaan Bumi, semakin rendah ketumpatannya, manakala untuk air laut, sebagai contoh, semakin dalam ketumpatannya, semakin besar ketumpatannya. Ketumpatan bendalir homogen boleh bergantung pada faktor persekitaran seperti suhu dan tekanan.

Maklumat Lanjut