Podstawowe samouczki fizyki

Artykuł o równaniu Poiseuille'a

Równanie Poiseuille'a zostało odkryte przez Jeana Louisa Marie Poiseuille'a (1799-1869). Jak wyjaśniono, każdy płyn można uznać za płyn idealny. Płyn idealny nie ma lepkości. Jeśli założymy, że płyn idealny płynie w rurze, każda jego część porusza się z tą samą prędkością (v). W przeciwieństwie do płynu idealnego, rzeczywisty płyn, z którym spotykamy się w życiu codziennym, ma lepkość. Ponieważ ma lepkość, to podczas przepływu w rurze, na przykład, prędkość każdej części płynu jest zmienna. Warstwa płynu, która znajduje się w środku, porusza się szybciej (głębokie v), natomiast warstwa płynu przyczepiona do rury nie porusza się (v = 0). Zatem od środka do krawędzi rury każda część płynu porusza się z inną prędkością. Aby ułatwić zrozumienie, spójrz na poniższy rysunek.

Przeczytaj więcej

Płyny, zarówno ciecze, jak i gazy różnego rodzaju, mają różne poziomy lepkości. Lepkość to tarcie między cząsteczkami tworzącymi płyn. Zatem cząsteczki tworzą płyn, gdy ten płynie. W cieczach lepkość jest spowodowana siłami kohezji (siłami przyciągania między podobnymi cząsteczkami). Natomiast w gazach lepkość jest spowodowana zderzeniami między cząsteczkami.

Płyny płynne łatwiej płyną, na przykład woda. Natomiast gęste płyny płyną trudniej, na przykład smar. Można to udowodnić, wylewając wodę i smar na pochyłą powierzchnię. Woda płynie szybciej niż olej. Poziom lepkości płynu zależy również od temperatury. Im wyższa temperatura, tym mniejsza jest jego lepkość. Na przykład, gdy matka smaży rybę w kuchni, olej kuchenny, który początkowo gęstnieje, staje się bardziej płynny po podgrzaniu. I odwrotnie, im wyższa temperatura substancji gazowej, tym gęstsza jest substancja gazowa.

Przeczytaj więcej

Siła spójności i adhezji

Siła kohezji to siła przyciągania między cząsteczkami podobnej substancji, natomiast siła przyciągania między cząsteczkami substancji o różnych masach nazywana jest siłą adhezji. Na przykład, wlewamy wodę do szklanki. Kohezja występuje, gdy cząsteczki wody przyciągają się, a adhezja występuje, gdy cząsteczki wody i cząsteczki szkła przyciągają się.

Przeczytaj więcej

Bawiłeś się kiedyś bańkami mydlanymi? Bańki mydlane są okrągłe. Zabawne. Można je nadmuchać. Po locie bańki mydlane pękają. Wow, to świetna zabawa, gra z dzieciństwa. Dlaczego bańki mydlane są okrągłe?

Proszę, obudź się rano i spójrz na liście wokół domu. Przyjrzyj się kropelkom rosy przyczepionym do liści. To dziwne; krople rosy są okrągłe. Jak to możliwe?

Napięcie powierzchniowe występuje, ponieważ powierzchnia cieczy ma tendencję do napinania się, przez co wygląda jak cienka membrana. Wpływ na to ma siła spójności między cząsteczkami wody. Aby lepiej zrozumieć to wyjaśnienie, rozważmy poniższą ilustrację. Przyjrzyjmy się cieczy w pojemniku.

Przeczytaj więcej

Artykuł o prawie Archimedesa

Statek o dużej masie nie tonie, podczas gdy kamień o małych rozmiarach może tonąć. Dlaczego? Odpowiedź jest prosta, jeśli rozumiesz pojęcie wyporności i prawo Archimedesa.

W życiu codziennym zauważymy, że przedmioty włożone do cieczy, takie jak kamień, mają mniejszą wagę niż przedmioty znajdujące się poza cieczą. Podniesienie kamienia z ziemi może być trudne, ale ten sam kamień bez trudu unosi się z dna wody morskiej. Dzieje się tak z powodu siły wyporu. Wyporność występuje z powodu różnic ciśnienia cieczy na różnych głębokościach. Ciśnienie cieczy rośnie wraz z głębokością, im gęstsza ciecz, tym większe ciśnienie cieczy. Gdy przedmiot zostanie włożony do cieczy, wystąpi różnica ciśnień między cieczą na górze przedmiotu a cieczą na dole przedmiotu. Ciecz znajdująca się na dole przedmiotu ma wyższe ciśnienie niż ciecz na górze przedmiotu.

Przeczytaj więcej

Artykuł o zasadzie Pascala

Jak działa podnośnik hydrauliczny do podnoszenia samochodu? Jaka jest zasada działania hamulców hydraulicznych używanych do zmniejszania prędkości samochodu? Aby to zrozumieć, zapoznaj się z zasadą Pascala.

Każda ciecz wywiera ciśnienie na wszystkie obiekty, które mają z nią kontakt. Woda, którą wlewamy do szklanki, będzie wywierać nacisk na jej ściankę. Podobnie, jeśli kąpiemy się w basenie lub wodzie morskiej, woda w basenie lub wodzie morskiej również wywiera nacisk na całe nasze ciało.

Przeczytaj więcej

Artykuł o ciśnieniu w płynach

W fizyce ciśnienie definiuje się jako siłę na jednostkę powierzchni, gdzie kierunek siły jest prostopadły do ​​pola powierzchni. Matematycznie ciśnienie wyraża się równaniem P = F / A, gdzie P = ciśnienie, F = siła, a A = pole powierzchni. Jednostką siły (F) jest niuton (N), a jednostką pola powierzchni jest metr kwadratowy (m² ⁾ . Ponieważ ciśnienie jest siłą na jednostkę powierzchni, jednostką ciśnienia jest N/m² ^. Inną nazwą N/m² ^jest paskal (Pa). Paskal został użyty jako jednostka ciśnienia na cześć Blaise'a Pascala.

Przeczytaj więcej

Artykuł o gęstości i ciężarze właściwym

Gęstość

Jedną z ważnych cech substancji jest gęstość. Gęstość to stosunek masy do objętości. Zapis matematyczny:

ρ = m / V

ρ (rho) to grecka litera powszechnie używana do wyrażania gęstości, m to masa, a V to objętość. Gęstość jednorodnej cieczy różni się od gęstości jednorodnego ciała stałego. Na przykład żelazo ma taką samą gęstość w każdej części. W atmosferze ziemskiej, im wyżej znajduje się atmosfera od powierzchni Ziemi, tym mniejsza jest jego gęstość, natomiast w przypadku wody morskiej, im głębiej znajduje się woda morska, tym większa jest jej gęstość. Gęstość jednorodnej cieczy może zależeć od czynników środowiskowych, takich jak temperatura i ciśnienie.

Przeczytaj więcej

Artykuł o zastosowaniach zasady Bernoulliego i równania Bernoulliego

Twierdzenie Torricellego

Równanie Bernoulliego można wykorzystać między innymi do obliczenia prędkości wypływu cieczy z dna pojemnika (patrz rysunek).

Stosujemy równanie Bernoulliego w punkcie 1 (powierzchnia pojemnika) i punkcie 2 (powierzchnia otworu). Ponieważ średnica otworu w dnie pojemnika jest znacznie mniejsza niż średnica samego pojemnika, prędkość cieczy na powierzchni pojemnika jest równa zeru (v ₁ = 0). Powierzchnia pojemnika i powierzchnia otworu są otwarte, więc ciśnienie jest równe ciśnieniu atmosferycznemu (P ₁ = P ₂ ). Zatem równanie Bernoulliego dla tego przypadku wygląda następująco:

Przeczytaj więcej

Artykuł o zasadzie Bernoulliego i równaniu Bernoulliego

Kiedy jedziemy na motocyklu, ubrania, które nosimy, są napuchnięte do tyłu. Czasami, gdy wieje silny wiatr, drzwi mogą się same zamknąć. Chociaż wiatr wieje na zewnątrz domu, drzwi są w środku.

Można to wyjaśnić, stosując zasadę Bernoulliego. Daniel Bernoulli (1700-1782) odkrył zasadę, która może posłużyć do wyjaśnienia powyższego zjawiska.

Zasada Bernoulliego

Przeczytaj więcej