Maqaal ku saabsan Cadaadiska dareerayaasha
Fiisikiska , cadaadiska waxaa lagu qeexaa xoog halkii cutub, halkaas oo jihada xooggu ay ku toosan tahay aagga dusha sare. Xisaab ahaan, cadaadiska waxaa lagu muujiyaa isle'egta P = F / A, halkaas oo P = cadaadis, F = xoog iyo A = aagga dusha sare. Cutubka xoogga (F) waa Newton (N), cutubka bedka waa mitirka laba jibbaaran (m 2 ). Maadaama cadaadisku yahay xoogga halkii cutub, cutubka cadaadiska waa N/m 2. Magac kale oo loogu talagalay N/m 2 waa Pascal (Pa). Pascal waxaa loo isticmaalay cutub cadaadis si loogu sharfo Blaise Pascal.
Marka dareeruhu nasto, dareeruhu wuxuu bixiyaa awood ku toosan dusha sare ee taabashada oo dhan. Tusaale ahaan, waxaan dib u eegnaa biyaha ku jira galaaska; qayb kasta oo biyaha ka mid ah waxay bixisaa awood leh jiho ku toosan derbiga galaaska. Markaa qayb kasta oo biyuhu ka mid ah waxay siisaa awood ku toosan meel kasta oo ka mid ah weelka ay ku jirto. Tani waa mid ka mid ah sifooyinka muhiimka ah ee dareeraha taagan. Marka dareeruhu uu ku sameeyo xoog ficil dusha sare, halkaas oo jihada xooggu aysan ahayn mid toosan, dusha sare waxay siin doontaa xoog falgal ah oo jihadiisu aanay ahayn mid toosan. Tani waxay sababi doontaa in dareeruhu uu socdo. Laakiin hargabku, id waa nasasho. Markaa gunaanadku waa, dareere taagan, jihada xooggu had iyo jeer waa mid toosan dusha sare ee weelka.
Sifo kale oo muhiim ah oo dareeraha taagan uu leeyahay ayaa ah in dareeruhu uu had iyo jeer cadaadis saaro jiho kasta. Si aad si fiican u fahamto sharraxaaddan, geli shay ku dul sabeyn kara biyaha weel. Haddii biyuhu nastaan, markaa shaygu ma dhaqaaqayo sababtoo ah cadaadis isku mid ah ayaa ka shaqeeya dusha sare ee shayga oo dhan. Haddii cadaadiska biyuhu uusan isku mid ahayn, markaa waxaa jiri doona xoog guud, kaas oo sababi doona in shaygu dhaqaaqo.
Saamaynta qoto dheer ee cadaadiskae
Sidee buu qoto dheer ama dhererku u saameeyaa cadaadiska dareeraha? Cadaadiska biyaha badda ee qoto dheer oo 10 mitir ah ma la mid yahay cadaadiska biyaha badda ee qoto dheer oo 100 mitir ah? Aan dib u eegno cadaadiska biyaha ee ku jira weel sida ku cad sawirka. Dhererka tiirka dareeraha ah waa h iyo aagga isgoyska A. Waa maxay cadaadiska biyaha ee salka weelka?
w = miisaanka biyaha, h = dhererka tiirka biyaha ee weel dhululubo ah, A = bedka dusha sare, iyo P waa cadaadis.
Cufka tiirka dareeraha ah waa:
ρ = m / V
m = ρ V
m = ρ h A
Miisaanka tiirka dareeraha ah waa:
w = mg = ρ h A g
w = miisaan, ρ = cufnaanta, m = cufnaanta, g = dardargelinta cufisjiidadka, V = h A = mugga dareeraha (h = dhererka, A = bedka dusha sare)
Haddii isle'egta kore lagu geliyo isle'egta cadaadiska:
p = ρ gh → Isle'egta 1 (weelka xiran)
p = pa + ρ gh → Isle'egta 2 (weelka furan)
pa = cadaadiska jawiga, ρ gh = cadaadiska hydrostatic
Haddii weelka furan uu ku jiro biyo, cadaadiska jawiga ayaa hoos loogu jeedinayaa dusha sare ee biyaha.
Iyada oo ku saleysan isla'egta kore, cadaadisku wuxuu si toos ah ugu dhigmaa cufnaanta iyo qoto dheer ee dareeraha (dardargelinta cufisjiidadka waa mid joogto ah).
Haddii farqiga dhererku aad u weyn yahay (tusaale ahaan biyaha badda ee aadka u qoto dheer), cufnaanta ayaa waxoogaa ka duwan. Laakiin haddii farqiga dhererku aanu aad u muhiim ahayn, asal ahaan cufnaanta dareeruhu waa isku mid, ama farqigu aad buu u yar yahay oo waa la iska indho tiraa.
Waxaan sidoo kale u isticmaali karnaa isla'egta kor ku xusan si aan u xisaabinno farqiga cadaadiska ee qoto dheer kasta oo kala duwan. Isla'egta kor ku xusan mar kale ayaa la qoray:
Δp = ρ g Δh
Δp = farqiga cadaadiska, Δh = farqiga dhererka
Cimilada Cimilada
Marka aan biyaha ku dhex quusno, dhammaan qaybaha jidhkeenna waxaa daboolaya biyo. Inta aan qoto dheereyno, ayaa cadaadiska aan dareemeyno sii kordhaya. Maalin kasta waxaa sidoo kale naga daboola jawiga oo had iyo jeer caburiya dhammaan qaybaha jidhkeenna sida marka aan biyaha ku jirno. Sida biyaha badda, dusha sare ee dhulka waxaa la barbar dhigi karaa jawiga "ku salaysan badda". Haddii jawigu uu caburiyo dhammaan qaybaha jidhkeenna wakhti kasta, maxaan u dareemi weynay, sidii inaan salka badda ku jirno? Unugyada jidhkeenna waxay hayaan cadaadis gudaha ah oo ku dhow inuu la mid yahay cadaadiska dibadda. Tani waxay naga dhigaysaa inaan dareemin saameynta kala duwanaanshaha cadaadiskan.
Cadaadiska jawiga dhulka ayaa sidoo kale isbeddela marka uu dhererku la socdo. Laakiin cadaadiska jawiga dhulka wuu ka duwan yahay dareeraha. Isbeddellada cufnaanta dareeraha aad bay u yar yihiin marka loo eego kala duwanaanshaha qoto dheer ee aan aad u weynayn sidaa darteed cufnaanta dareeraha waxaa loo arkaa isku mid. Tani way ka duwan tahay cufnaanta jawiga dhulka. Cufnaanta jawiga dhulka aad bay ugu kala duwan tahay dhererka. Cufnaanta hawada ee meel kasta way kala duwan tahay sidaa darteed ma xisaabin karno cadaadiska jawiga iyadoo la adeegsanayo isle'egyada kor lagu soo qaatay. Sidoo kale, ma jirto xad ku saabsan jawiga laga cabbiri karo meelaha sare. Cadaadiska hawada sidoo kale wuu kala duwan yahay cimilada. Si loo go'aamiyo cadaadiska jawiga, waxaan qaadannaa cabbirro.s.
Cabbirka Cadaadiska
Evangelista Torricelli (1608-1647), oo ahaa arday wax ka barta Galileo, wuxuu sameeyay hab uu ku cabbiro cadaadiska jawiga sannadkii 1643 isagoo adeegsanaya barometer-ka meerkuriga ee shaqadiisa. Barometer-ku waa tuubo galaas oo dheer, oo tuubada ay ka buuxdo meerkuriga. Hagaag, tuubada galaaska ee ay ku jirto meerkuriga ayaa lagu rogaa saxan sidoo kale laga buuxiyay meerkuriga.
Marka tuubo galaas ah oo ay ku jirto meerkuri la rogo, dhammaadka tuubada laguma buuxiyo meerkuri; waxa ku jira waa uumi meerkuri oo keliya, cadaadisku aad buu u yar yahay oo waa la iska indho tiraa (p2 = 0). Dusha sare ee meerkuri ee ku jirta saxanka, waxaa jira cadaadis jawi oo hoos loogu jeediyo (jawigu wuxuu meerkuri ku riixaa saxanka). Cadaadiska jawiga wuxuu hayaa tiirka meerkuri ee tuubada galaaska. Sawirka, cadaadiska jawiga waxaa lagu matalaa po. Qadarka cadaadiska jawiga waxaa lagu xisaabin karaa iyadoo la isticmaalayo isla'egta:
po = ρ gh
Iyada oo ku saleysan natiijooyinka cabbiraadaha, celceliska cadaadiska jawiga ee heerka badda waa 1.013 x 10.5 N / m2Xaddiga cadaadiska jawiga ee heerka badda waxaa loo isticmaalaa in lagu qeexo cutubyada kale ee cadaadiska, kuwaas oo kala ah atm (jawiga). Markaa 1 atm = 1.013 x 105 N / m2 = 101.3 kPa (kPa = kiilo pascals). Cutub kale oo cadaadis ah waa bar (badanaa loo isticmaalo saadaasha hawada). 1 bar = 1.00 x 105 N/m2 = 100 kPa.
Sidee loo helaa cadaadiska jawiga ee kor ku xusan?
Cabbirku wuxuu adeegsanayaa mabaadi'da uu muujiyay Torricelli kor ku xusan. Dhererka tiirka meerkuriga ee la isticmaalay waa 76 cm (cadaadiska hawada wuxuu qaban karaa oo keliya tiirka meerkuriga oo gaara 76.0 cm oo dherer ah), halkaas oo heerkulka meerkuriga loo isticmaalo 0 sax ah. oC iyo baaxadda dardargelinta cufisjiidadka waa 9.8 m/s2Cufka meerkuriga xaaladdan waa 13.6 x 103 kg / m3Cadaadiska jawiga:
po = ρ gh
po = (13.6 x 103 kg / m3)(9.8 m/s2)(76 cm)
po = (13.6 x 103 kg / m3)(9.8 m/s2)(76 x 10-2 m)
po = 101.3x103 N / m2
po = 1.013x105 N / m2
po = 1 atm
Cadaadiska qalab
Waxaa jira qalab badan oo loo isticmaalo cabbiraadda cadaadiska, oo ay ku jiraan manometer-ka tuubada furan.
Manometer-ka tuubada furan, halkaas oo tuubooyinku ay u eg yihiin U, qaar ka mid ah tuubooyinka waxaa lagu buuxiyaa dareere (mercury ama biyo). Cadaadiska la cabbiray wuxuu la xiriiraa farqiga u dhexeeya labada dherer ee dareeraha lagu shubay tuubada. Caddadka cadaadiska waxaa lagu xisaabiyaa iyadoo la adeegsanayo isle'egta:
p=pa + ρ gh
pa = cadaadiska jawiga
ρ gh = cadaadis la qiyaasay
ρ = cufnaanta dareeraha
Guud ahaan lama xisaabiyo badeecada ρ gh laakiin dhererka dareeraha (h) sababtoo ah cadaadiska mararka qaarkood waxaa lagu bixiyaa milimitir meerkuri ah (mm Hg) ama milimitir biyo ah (mm H)2Oh). Magac kale mm hg waa torr (sharafta Evangelista Torricelli).
Marka laga soo tago manometer-ka, waxaa sidoo kale jira cabbirro kale oo ay ka mid yihiin aneroid barometers, labadaba farsamo iyo koronto, oo ay ku jiraan cabbirrada cadaadiska taayirada, iwm. Qalabka uu Torricelli u isticmaalo cabbiraadda cadaadiska jawiga waxaa sidoo kale loo yaqaan mercury barometer, kaas oo tuubo galaas ah oo ay ka buuxdo meerkuri.
Cadaadiska Cabbirka iyo Cadaadiska Dhammaystiran
Cadaadis buuxa = cadaadis jawi + cadaadis la cabbiray. Markaa si aan u helno cadaadis buuxa, waxaan ku darnay cabirid cadaadis leh cadaadis jawi. Si kale haddii loo dhigo, cadaadis buuxa = cadaadis guud. Xisaab ahaan waxaa loo qori karaa:
p = pa + pg
Tusaale ahaan haddii cadaadiska taayirka aan cabbirno = 100 kPa, markaa cadaadiska buuxa waa:
p=pa +pg
p = 101 kPa + 100 kPa
p = 201 kPa
Caddadka cadaadiska buuxa = 201 kPa
Tusaale ahaan dhibaatada 1aad:
Markab quusa ayaa ku quusaya qoto dheer oo dhan 200 mitir. Waa maxay cadaadiska uu la kulmo markab quusa? g = 10 m/s2
La yaqaan:
Qoto dheer (h) = 200 m
Cufnaanta biyaha badda (ρ) = 1.03 x 103 kg / m3 = 1030kg/m3
Cadaadiska hawada (pa) = 1 atm = 1 x 105 N / m2 = 1x105 (Kg m/s2)/m2 = 1x105 Kg/ms2
Dardargelinta cufisjiidadka (g) = 10 m/s 2
La doonayo:
Xalka:
p = pa + ρ gh
p = 1 x 105 kg/ms2 + (1030 kg/m)3)(10 m/s2)(200 mitir)
p = 1 x 105 kg/ms2 + 2060000 kg/ms2
p = 1 x 105 kg/ms2 + 20.6x105 kg/ms2
p = 21.6 x 105 kg/ms2
p = 21.6 x 105 N / m2
p = 21.6 x 105 Pa
Weelku waa furan yahay si cadaadiska jawiga uusan ugu jirin xisaabinta.
Tusaale ahaan dhibaatada 2aad:
Kaydka biyaha Buuxa oo dhererkiisu yahay 10 mitir oo biyo ka buuxaan. Haddii dusha sare ee kaydka biyuhu xiran yihiin, waa maxay cadaadiska biyaha ee salka weelka? g = 10 m/s2
La yaqaan:
Dhererka (h) = 10 m
Cufnaanta biyaha (ρ) = 1,00 x 103 kg / m3 = 1000kg/m3
Cadaadiska hawada (pa) = 1 atm = 1 x 105 N / m2 = 1x105 (kg m/s2) / m2 = 1x105 Kg/ms2
Dardargelinta cufisjiidadka (g) = 10 m/s 2
La doonayo: Cadaadiska
Xalka:
p = ρ gh
p = (1000 kg/m)3)(10 m/s2)(200 mitir)
p = 2000,000 kg/ms2
p = 20 x 105 kg/ms2
p = 20 x 105 N / m2
p = 20 x 105 Pa
Weelka waa la xiray si cadaadiska jawiga uusan ugu jirin xisaabinta.
Tusaale ahaan dhibaatada 3aad:
Dhererka tiirka biyaha (midig) = 50 cm, halka dhererka tiirka kale ee dareeraha ah (bidix) = 30 cm. Waa maxay cufnaanta dareerayaasha kale?
La yaqaan:
Dardargelinta cufisjiidadka (g) = 10 m/s 2
Dhererka biyaha (h)1) = 50cm
Cufnaanta biyaha (ρ 1 ) = 1 x 10 3 kg/m3 = 1000 kg/ m3
Dhererka dareere kale (h)2) = 30cm
La doonayo: Cufnaanta dareere kale
Xalka:
pa + ρ 1 gh 1 = pa + ρ 2 gh 2
ρ1 h1 = ρ2 h2
ρ2 = ρ1 h1 / h2
ρ2 = (50 cm) (1000 kg/m)3) / 30 cm
ρ2 = 1666.7kg/m3
