Základné fyzikálne návody

Článok o Poiseuillesovej rovnici

Poiseuilleovu rovnicu objavil Jean Louis Marie Poiseuille (1799-1869). Ako bolo vysvetlené, každú tekutinu možno považovať za ideálnu tekutinu. Ideálna tekutina nemá viskozitu. Ak predpokladáme, že ideálna tekutina prúdi v potrubí, každá časť tekutiny sa pohybuje rovnakou rýchlosťou (v). Na rozdiel od ideálnej tekutiny má skutočná tekutina, s ktorou sa stretávame v každodennom živote, viskozitu. Pretože má viskozitu, potom sa pri prúdení v potrubí napríklad rýchlosť každej časti tekutiny mení. Vrstva tekutiny, ktorá je v strede, sa pohybuje rýchlejšie (hlboké v), naopak, vrstva tekutiny pripojená k potrubiu sa nepohybuje (v = 0). Takže od stredu k okraju potrubia sa každá časť tekutiny pohybuje rôznymi rýchlosťami. Pre lepšie pochopenie si pozrite obrázok nižšie.

Čítaj viac

Tekutiny, kvapalné aj plynné látky rôznych typov, majú rôzne úrovne viskozity. Viskozita je trenie medzi molekulami, ktoré tvoria tekutinu. Molekuly teda vytvárajú fluidné trenie, keď tekutina prúdi. V kvapalinách je viskozita spôsobená kohéznymi silami (ťahové sily medzi podobnými molekulami), zatiaľ čo v plynných látkach je viskozita spôsobená zrážkami medzi molekulami.

Kvapalná tekutina tečie ľahšie, napríklad voda. Naopak, hustá tekutina tečie ťažšie, napríklad mazivo. Môžete to dokázať naliatím vody a maziva na naklonený povrch. Voda tečie rýchlejšie ako olej. Úroveň viskozity tekutiny závisí aj od teploty. Čím vyššia je teplota kvapaliny, tým je menej viskózna. Napríklad, keď mama smaží rybu v kuchyni, olej na varenie, ktorý spočiatku zhustne, sa po zahriatí stane tekutejším. Naopak, čím vyššia je teplota plynnej látky, tým je plynná látka hustejšia.

Čítaj viac

Sila súdržnosti a adhézie

Kohézna sila je príťažlivá sila medzi molekulami v podobnej látke, zatiaľ čo príťažlivá sila medzi molekulami nerovnakej látky sa nazýva adhézna sila. Napríklad nalejeme vodu do pohára. Kohézia nastáva, keď sa molekuly vody navzájom priťahujú, zatiaľ čo adhézia nastáva, keď sa molekuly vody a molekuly skla navzájom priťahujú.

Čítaj viac

Hrali ste už niekedy mydlové bubliny? Mydlová bublina okrúhla. Zábavná. Dá sa nafúknuť. Po vyletení mydlové bubliny prasknú. Páni, je to zábava, detská hra. Prečo je mydlová bublina okrúhla?

Prosím, zobuďte sa ráno a všimnite si listy okolo domu. Všimnite si kvapôčky rosy prichytené na listoch. Je to zvláštne; kvapky rosy sú okrúhle. Ako je to možné?

Povrchové napätie vzniká preto, lebo povrch kvapaliny má tendenciu sa napínať, takže vyzerá ako tenká membrána. Toto je ovplyvnené kohéznou silou medzi molekulami vody. Pre lepšie pochopenie tohto vysvetlenia si pozrime nasledujúci príklad. Uvažujeme o kvapaline v nádobe.

Čítaj viac

Článok o Archimedovom princípe

Loď s obrovskou hmotnosťou sa nepotopí, zatiaľ čo kameň s malou veľkosťou sa potopiť môže. Prečo? Odpoveď je jednoduchá, ak rozumiete konceptu vztlaku a Archimedovmu princípu.

V každodennom živote zistíme, že predmety, ktoré sú vložené do tekutiny, ako napríklad skala, majú menšiu hmotnosť ako predmety, ktoré nie sú v tekutine. Môže byť pre vás ťažké zdvihnúť kameň zo zeme, ale ten istý kameň sa bez námahy zdvihne zo dna morskej vody. Je to spôsobené vztlakovou silou. Vztlak vzniká v dôsledku rozdielov v tlaku tekutiny v rôznych hĺbkach. Tlak tekutiny sa zvyšuje s hĺbkou, čím je tekutina hustejšia, tým väčší je tlak tekutiny. Keď je predmet vložený do tekutiny, bude rozdiel v tlaku medzi tekutinou v hornej časti predmetu a tekutinou v spodnej časti predmetu. Tekutina nachádzajúca sa v spodnej časti predmetu má vyšší tlak ako tekutina v hornej časti predmetu.

Čítaj viac

Článok o Pascalovom princípe

Aký je princíp fungovania hydraulického zdviháka na zdvíhanie auta? Aký je princíp fungovania hydraulických bŕzd pri použití na zníženie rýchlosti auta? Aby ste to pochopili, naučte sa Pascalov zákon.

Každá tekutina neustále vyvíja tlak na všetky predmety, ktoré sú s ňou v kontakte. Voda, ktorú nalejeme do pohára, bude vyvíjať tlak na sklenenú stenu. Podobne, ak sa kúpeme v bazéne alebo v morskej vode, voda v bazéne alebo morská voda tiež vyvíja tlak na celé naše telo.

Čítaj viac

Článok o tlaku v tekutinách

Vo fyzike sa tlak definuje ako sila na jednotku plochy, pričom smer sily je kolmý na plochu povrchu. Matematicky sa tlak vyjadruje rovnicou P = F / A, kde P = tlak, F = sila a A = plocha povrchu. Jednotkou sily (F) je Newton (N), jednotkou plochy je štvorcový meter (m² ⁾ . Keďže tlak je sila na jednotku plochy, jednotka tlaku je N/m² ^. Ďalší názov pre N/m² ^je Pascal (Pa). Pascal sa používal ako jednotka tlaku na počesť Blaisa Pascala.

Čítaj viac

Článok o hustote a mernej hmotnosti

Hustota

Jednou z dôležitých charakteristík látky je hustota. Hustota je pomer hmotnosti k objemu. Matematicky sa vyjadruje ako:

ρ = m / V

ρ (rho) je grécke písmeno bežne používané na vyjadrenie hustoty, m je hmotnosť a V je objem. Hustota homogénnej kvapaliny sa líši od hustoty homogénnej pevnej látky. Napríklad železo má rovnakú hustotu v každej časti. V zemskej atmosfére platí, že čím vyššie je atmosféra od povrchu Zeme, tým menšia je jej hustota, zatiaľ čo v prípade morskej vody platí, že čím hlbšie je morská voda, tým väčšia je jej hustota. Hustota homogénnej kvapaliny môže závisieť od faktorov prostredia, ako je teplota a tlak.

Čítaj viac

Článok o aplikáciách Bernoullisovho princípu a Bernoullisovej rovnice

Torricelliho veta

Jedným z použití Bernoulliho rovnice je výpočet rýchlosti výstupu kvapaliny zo dna nádoby (pozri obrázok).

Bernoulliho rovnicu aplikujeme v bode 1 (povrch nádoby) a bode 2 (povrch otvoru). Pretože priemer otvoru v dne nádoby je oveľa menší ako priemer nádoby, rýchlosť kvapaliny na povrchu nádoby sa považuje za nulovú (v1 ₌ 0). Povrch nádoby a povrch otvoru sú otvorené, takže tlak sa rovná atmosférickému tlaku (P1 ₌ P2 ₎ . Bernoulliho rovnica pre tento prípad teda vyzerá takto:

Čítaj viac

Článok o Bernoullisovom princípe a Bernoullisovej rovnici

Keď jazdíme na motorke, oblečenie, ktoré nosíme, sa nafúkne dozadu. Niekedy, ak fúka silný vietor, dvere sa môžu samy zatvoriť. Hoci vietor fúka zvonku domu, dvere sú vnútri domu.

Toto sa dá vysvetliť pomocou Bernoulliho princípu. Daniel Bernoulli (1700-1782) objavil princíp, ktorý by sa dal použiť na vysvetlenie vyššie uvedeného javu.

Bernoulliho princíp

Čítaj viac