Meafaitino o le Mamafa o le Suavai
I le fisiki, o le mamafa e faʻamatalaina o le malosi i le iunite o le eria, pe afai o le itu o le malosi e faʻasaga saʻo i le eria o le fogaeleele. I le faʻamatematika, o le mamafa e faʻaalia e le fua faʻatatau P = F/A, lea P = mamafa, F = malosi ma le A = eria o le fogaeleele. O le iunite o le malosi (F) o Newton (N), o le iunite o le eria o mita faatafafa (m2 ) . Talu ai o le mamafa o le malosi i le iunite o le eria, o le iunite o le mamafa o le N/m2 . O le isi igoa mo le N/m2 o le pascal (Pa). O Pascal e faʻaaogaina o se iunite o le mamafa e faʻaaloalogia ai Blaise Pascal.
A malolo se vai, e faʻatinoina se malosi e faʻasaga saʻo i luga o le fogaeleele atoa o loʻo paʻi i ai. Mo se faʻataʻitaʻiga, mafaufau i le vai i totonu o se ipu tioata; o vaega taʻitasi o le vai e faʻatinoina se malosi e faʻasaga saʻo i le puipui tioata. O le mea lea, o vaega taʻitasi o le vai e faʻatinoina se malosi e faʻasaga saʻo i vaega taʻitasi o le atigipusa o loʻo i ai. O se uiga taua lea o se vai e le minoi, o se vai e malolo. A faʻatinoina e se vai se malosi i luga o se fogaeleele, lea e le faʻasaga saʻo ai le malosi, o le fogaeleele o le a faʻatinoina se malosi tali atu, e le faʻasaga saʻo foi. O le a mafua ai ona tafe le vai. Peitaʻi, o le mea moni, e tumau pea le vai i le malolo. O le mea lea, i se vai e malolo, o le malosi e faʻasaga saʻo lava i taimi uma i luga o le fogaeleele o le atigipusa o loʻo i ai.
O le isi uiga tāua o se vai e lē gaoioi, o lona faʻatinoina lea o le mamafa i itu uma. Ina ia malamalama atili i lenei mea, tuʻu se mea e opeopea i totonu o se pesini vai. Afai e matuā lē gaoioi le vai, o le a tumau pea le mea e lē gaoioi auā e tutusa le mamafa o loʻo faʻatinoina i lona fogāeleele atoa. Afai e lē tutusa le mamafa o le vai, o le a iai se malosiaga atoa, lea o le a mafua ai ona gaoioi le mea.
Aafiaga o le loloto i le mamafa
E faapefea ona aafia le mamafa o le vai i le loloto po o le maualuga? E tutusa ea le mamafa o le vai i le loloto e 10 mita ma le mamafa o le vai i le loloto e 100 mita? Se'i o tatou mafaufau i le mamafa o le vai i totonu o se koneteina e pei ona faaalia i le ata. O le maualuga o le koluma vai o le h ma o lona vaega faalava o le A. O le a le mamafa o le vai i le pito i lalo o le koneteina?
w = mamafa o le vai, h = maualuga o le koluma vai i totonu o se koneteina lapotopoto, A = lautele o le fogaeleele ma le P o le mamafa.
Fa'amatalaga:
w = kalave
ρ = mafiafia
m = mamafa
g = fa'avavevaveina ona o le kalave
V = hA = le tele o le koluma vai (h = maualuga, A = lautele o le fogaeleele)
Afai tatou te faʻapipiʻiina i totonu o le fua faʻatatau o le mamafa, tatou te maua:
p = ρ gh → Fa'atusatusaga 1 (pusa tapuni)
p = pa + ρ gh → Fa'atusatusaga 2 (pusa tatala)
Fa'amatalaga:
pa = Mamafa o le ea
ρ gh = Mamafa o le vai
I le ata o loʻo i luga, e le o faʻaalia mai le mamafa o le ea, ae o le mea moni, afai o loʻo tatala le atigipusa o loʻo i ai le vai, o le a galue foʻi le mamafa o le ea i luga o le vai, lea e faʻasaga i lalo.
E faʻavae i luga o le fua faʻatatau o loʻo i luga, e foliga mai o le mamafa e faʻatatau saʻo lava i le mafiafia ma le loloto o le vai (e tumau pea le faʻavavevaveina o le kalave). A faʻateleina le loloto o le vai, e faʻateleina foʻi le mamafa. E toetoe lava a le mafai ona faʻapipiʻiina vai ona o le mamafa o le vai i luga aʻe o latou, o lea e tumau ai pea le mafiafia o le vai. Afai e matua tele le eseesega o le maualuga (mo se faʻataʻitaʻiga, i le vai loloto o le sami), e teisi eseese le mafiafia. Peitaʻi, afai e le tele naua le eseesega o le maualuga, e tutusa lava le mafiafia o le vai pe e matua laʻititi lava le eseesega e mafai ona le amanaʻiaina.
E mafai fo'i ona tatou fa'aogaina le fua fa'atatau o lo'o i luga e fuafua ai le eseesega o le mamafa i loloto eseese. E mafai ona toe tusia le fua fa'atatau o lo'o i luga e pei ona taua i lalo:
Mamafa o le Ea
A tatou maulu i lalo o le vai, e ufitia o tatou tino atoa i le vai. O le loloto o lo tatou maulu i lalo o le vai, o le tele foi lea o le mamafa tatou te lagonaina. O le mea moni, i aso uma lava e ufitia ai foi i tatou e le ea, lea e fetaomi pea i vaega uma o o tatou tino, e pei lava ona tatou i ai i lalo o le vai. E pei lava o le sami, e mafai ona faatusaina le fogaeleele o le Lalolagi i le "ilititai" o le ea. Afai e moni e fetaomi foi le ea i vaega uma o o tatou tino i taimi uma, aisea tatou te le lagonaina ai, e peiseai o loo tatou i le taele o le sami? O sela o o tatou tino e faatumauina se mamafa i totonu e toetoe lava tutusa ma le mamafa i fafo. O le mafuaaga lea tatou te le lagonaina ai aafiaga o lenei eseesega o le mamafa.
E suia fo'i le mamafa o le ea i le lalolagi e tusa ai ma le maualuga. Peita'i, e fai si eseese o le mamafa o le ea mai le mamafa o vai. E matuā la'ititi lava le suiga o le mafiafia o vai mo ni eseesega laiti i le loloto, o lea e manatu ai e tutusa le mafiafia o vai. E ese lenei mea mai le mafiafia o le ea o le Lalolagi. E matuā eseese lava le mafiafia o le ea o le Lalolagi e tusa ai ma le maualuga. E eseese le mafiafia o le ea i maualuga eseese, o lea e le mafai ai ona tatou fuafuaina le mamafa o le ea e fa'aaoga ai le fua fa'atatau o lo'o i luga. E le gata i lea, e leai se tuaoi manino o le ea e mafai ona fuaina ai le maualuga. E fesuisuia'i fo'i le mamafa o le ea e tusa ai ma le tau. Ina ia iloa le mamafa o le ea, matou te faia ni fua.
Fuaina o le Mamafa
O Evangelista Torricelli (1608–1647), o se tamaitiiti aʻoga a Galileo, na ia atiina ae se metotia mo le fuaina o le mamafa o le ea i le 1643 e faʻaaoga ai lana barometer mercury. O le barometer e aofia ai se paipa tioata umi e tumu i le mercury. O le paipa tioata e tumu i le mercury sa faʻaliliuina i totonu o se ipu e tumu foʻi i le mercury.
A fa'afuli i lalo se paipa tioata o lo'o i ai le mekuri, e le fa'atumuina le pito o le paipa i le mekuri, e na'o le ausa o le mekuri o lo'o i ai lona mamafa e matua la'ititi lava e le amana'iaina (p2 = 0). I luga o le fogāeleele o le mekuri i totonu o le ipu, o loʻo i ai le mamafa o le ea e faʻasaga i lalo (e fetaomi le ea i luga o le mekuri i totonu o le ipu). O lenei mamafa o le ea e lagolagoina le koluma o le mekuri i totonu o le paipa tioata. I le ata, o le mamafa o le ea e faʻatusalia e le po . E mafai ona fuafuaina le tele o le mamafa o le ea e faʻaaoga ai le fua faʻatatau:
p o = ρ gh
E faʻavae i luga o taunuuga o le fuaina, o le averesi o le mamafa o le ea i le sami e 1,013 x 10 5 N/m 2. O le tele o le mamafa o le ea i le sami e faʻaaogaina e faʻamatalaina ai se isi iunite o le mamafa, e taʻua o le atm (ea). O lea la, 1 atm = 1,013 x 10 5 N/m 2 = 101,3 kPa (kPa = kilo pascal). O le isi iunite o le mamafa o le pa (e masani ona faʻaaogaina i le tau). 1 pa = 1,00 x 10 5 N/m 2 = 100 kPa.
E faapefea ona maua le mamafa o le ea o loʻo i luga?
O le fuaina e faʻaaogaina le mataupu faavae na faʻaalia e Torricelli i luga. O le maualuga o le koluma mercury na faʻaaogaina e 76 cm (e naʻo le mamafa o le ea e mafai ona lagolagoina se koluma mercury e naʻo le 76,0 cm le maualuga), lea o le vevela o le mercury na faʻaaogaina e 0 tonu lava. oC ma o le tele o le fa'atelevaveina o le kalave e 9,8 m/s2O le mafiafia o le mekuri i lenei tulaga e 13,6 x 103 kg / m3Mamafa o le ea:
Fua o le mamafa
E tele meafaigaluega e faʻaaogaina e fua ai le mamafa, e aofia ai le manometer o le paipa tatala.
I totonu o se manometer tatala-tube, lea e foliga U ai le paipa, e faʻatumuina faʻatasi le paipa i le vai (mercury poʻo le vai). O le mamafa e fuaina e fesoʻotaʻi ma le eseesega o le maualuga e lua o vai e faʻaofi i totonu o le paipa. E fuafuaina le mamafa e faʻaaoga ai le fua faʻatatau:
I se tulaga lautele, e lē o le fua o le ρ gh e fuafuaina ae o le maualuga o le vai (h) auā o nisi taimi e faʻaalia le mamafa i milimita o le mekuri (mm hg) poʻo milimita o le vai (mm H 2 O). O le isi igoa mo le mm hg o le torr (e faʻamanatu ai Evangelista Torricelli).
E ese mai i manometers, e iai fo'i isi mea e fua ai, e pei o barometers aneroid, fa'ainisinia ma eletise, e aofia ai ma fua o le mamafa o pa'u, ma isi mea fa'apena. O le mea e fa'aaogaina e Torricelli e fua ai le mamafa o le ea e ta'ua fo'i o le mercury barometer, lea e fa'atumuina ai se paipa tioata i le mercury ona fa'aliliuina lea i totonu o se ipu o lo'o iai fo'i le mercury.
Mamafa Fa'atulagaina, Mamafa Fa'atatau ma le Mamafa Atoatoa
A fa'atumuina pa'u ta'avale i le ea, e masani ona fa'aaogaina se fua fa'atatau o le mamafa o le ea. O lenei mea e fa'amautinoa ai e le maualalo tele pe maualuga tele fo'i le mamafa o le ea. A fa'atumuina pa'u i le ea, e na'o le mamafa o le ea i totonu o le pa'u e fuaina. E le amana'ia le mamafa o le ea. E le gata i le fuaina o le mamafa o le ea, ae fa'apea fo'i i le tele o isi fua fa'atatau o le mamafa, e le fuaina le mamafa o le ea. O lenei mamafa ua fuaina e ta'ua o le mamafa ua fuaina. O lea la, o le a le eseesega i le va o lenei mea ma le mamafa atoatoa?
Mamafa atoatoa = mamafa o le ea + mamafa fuaina. O lea la, ina ia maua le mamafa atoatoa, tatou te faaopoopoina le mamafa fuaina i le mamafa o le ea. I se isi faaupuga, mamafa atoatoa = mamafa atoa. I le fa'amatematika, e mafai ona tusia lenei mea e pei ona:
p = pa + p fua
Mo se faʻataʻitaʻiga, afai o le mamafa o le paʻu tatou te fuaina = 100 kPa, o lona uiga o le mamafa atoatoa e faapea:
p = pa + p fua
p = 101 kPa + 100 kPa
p = 201 kPa
O le mamafa atoatoa = 201 kPa.
O loʻo i ai se isi faaupuga: mamafa o le gauge, e taʻua foʻi o le mamafa o le gauge. O le mamafa o le gauge o le mamafa tele lea e sili atu i le mamafa o le ea. Mo se faʻataʻitaʻiga, mafaufau i le mamafa o paʻu o se uila afi. A faʻamalūlūina le paʻu o se uila afi, e tutusa le mamafa i totonu o le paʻu ma le mamafa o le ea (Mamafa o le ea = 1,01 x 105 Pa = 101 kPa). A faʻatumuina le paʻu i le ea, e faʻateleina le mamafa o le paʻu. A sili atu le mamafa o le paʻu i le 101 kPa, e taʻua foʻi le mamafa tele o le gauge.
Fesili Fa'ata'ita'i o le Mamafa o le Vai
Fa'ata'ita'iga fesili 1:
E oso ifo se va'a i lalo i le loloto e 200 mita. O le a le mamafa o lo'o o'o i ai le va'a i lalo?
le oso? g = 10 m/s2
Talanoaga
Ua iloa e faapea:
Loloto (h) = 200 mita
Mafiafia o le vai o le sami (ρ) = 1,03 x 103 kg / m3 = 1030 kilokalama/m3 (tagai i le laulau o le mafiafia)
Mamafa o le ea (pa) = 1 atm = 1 x 105 Leai / m2 = 1x105 (Kg m/s)2)/m2 = 1x105 Kg/ms2
Fa'avavevave ona o le kalave (g) = 10 m/s2
Fesiligia: Omiga
Tali:
Ua matala le koneteina o lea e le aofia ai le mamafa o le ea i fuafuaga.
Fa'ata'ita'iga fesili 2:
Ua faʻatumuina i le vai se tane vai e 10 mita le maualuga. Afai e
tapuni, o le a le mamafa o le vai i le pito i lalo o le koneteina? g = 10 m/s2
Talanoaga
Ua iloa e faapea:
Maualuga (h) = 10 mita
Mafiafia o le vai (ρ) = 1,00 x 103 kg / m3 = 1000 kilokalama/m3
Mamafa o le ea (pa) = 1 atm = 1 x 105 Leai / m2 = 1x105 (kg m/s)2) / mita2 = 1x105 Kg/ms2
Fa'avavevave ona o le kalave (g) = 10 m/s2
Fesiligia: Omiga
Tali:
Ua tapuni le koneteina o lea e le aofia ai le mamafa o le ea i fuafuaga.
Fa'ata'ita'iga fesili 3:
O le maualuga o le poutū vai (taumatau) = 50 cm, ae o le maualuga o le isi poutū vai (agavale) = 30 cm. O le a le mafiafia o le isi vai?
Talanoaga
Ua iloa e faapea:
Fa'avavevave ona o le kalave (g) = 10 m/s2
Tulaga o le vai (h)1) = 50cm
Mafiafia o le vai (ρ1) = 1,00 x 103 kg / m3 = 1000 kilokalama/m3
Isi maualuga o le vai (h2) = 30cm
Mafiafia o isi vai (ρ2) =?
pa + ρ 1 gh 1 = pa + ρ 2 gh 2
E tutusa le mamafa o le ea (Pa) ma le faʻavavevaveina o le kalave (g), o lea e faʻaleaogaina ai.
Fa'ata'ita'iga fesili 4:
I totonu o se paipa tioata o loʻo i ai se vai e 10 cm le maualuga. O le mamafa o le vai i le pito i lalo o le paipa e 1200 N/m2Afai o le g = 10 m/s2. Aua le amana'ia le mamafa o le ea. O le a le mafiafia o le vai?
A. 800 kg/m3
B. 900 kg/m3
C. 1000 kg/m3
D. 1200 kg/m3
E. 1300 kg/m3
Talanoaga:
Ua iloa :
Ketinggian vai (h) = 10 cm = 0,1 mita
Mamafa o le vai (P) i le fa'avae o le paipa = 1200 N/m2
Fa'avavevaveina o le Kalave (g) = 10 m/s2
Fesiligia :
Mafiafia vai?
Tali :
Mafiafia o le vai e 1200 kg/m3.
O le tali sa'o o le D.
Fa'ata'ita'iga fesili 5:
O le mekuri i totonu o va'a feso'ota'i e iai le eseesega o le laualuga e 3 cm. O le mafiafia o le mekuri = 13,6 gr/cm3. O le maualuga o le vai i totonu o le paipa i le agavale e 10 cm. O le a le mafiafia o le vai?
A. 800 kg/m3
B. 1030 kg/m3
C. 1080 kg/m3
D. 1300 kg/m3
E. 1360 kg/m3
Talanoaga:
Ua iloa :
Maualuga (h) o Mekuri = 3 cm = 0,03 m
Mafiafia o le mekuri = 13,6 gr/cm3 = 13600 kilokalama/m3
Maualuga (h) o le vai = 10 cm = 0,1 m
Fesiligia :
Mafiafia vai?
Tali:
O le faiga o loʻo i ai i se tulaga o le paleni tumau o lea la mamafa o le vai (paipa agavale) = mamafa o le mekuri (paipa taumatau)
Pea +Pvai =Pea +Pmekuri
E tutusa le mamafa o le ea o lea ua ave'esea mai le fuafuaga
P vai = P ea
O le tali sa'o o le C.
