Mafunzo ya Msingi ya Fizikia

Makala kuhusu mlinganyo wa Poiseuilles

Mlinganyo wa Poiseuille uligunduliwa na Jean Louis Marie Poiseuille (1799-1869). Kama ilivyoelezwa, kila umajimaji unaweza kuchukuliwa kama umajimaji bora. Umajimaji bora hauna mnato. Tukidhani umajimaji bora unapita kwenye bomba, kila sehemu ya umajimaji husogea kwa kasi sawa (v). Tofauti na umajimaji bora, umajimaji halisi tunaokutana nao katika maisha ya kila siku una mnato. Kwa sababu una mnato, basi unapotiririka kwenye bomba, kwa mfano, kasi ya kila sehemu ya umajimaji hutofautiana. Safu ya umajimaji iliyo katikati husogea kwa kasi zaidi (kina v), kinyume chake, safu ya umajimaji iliyounganishwa na bomba haisogei (v = 0). Kwa hivyo kutoka katikati hadi ukingoni mwa bomba, kila sehemu ya umajimaji husogea kwa kasi tofauti. Ili kurahisisha uelewa wako, angalia picha iliyo hapa chini.

Soma zaidi

Majimaji, dutu za kimiminika na gesi za aina tofauti, zina viwango tofauti vya mnato. Mnato ni msuguano kati ya molekuli zinazounda umajimaji. Kwa hivyo, molekuli hutengeneza msuguano wa umajimaji wakati umajimaji unapotiririka. Katika vimiminika, mnato husababishwa na nguvu za mshikamano (nguvu za kuvuta kati ya molekuli zinazofanana). Ilhali katika dutu za gesi, mnato husababishwa na mgongano kati ya molekuli.

Kioevu cha maji ni rahisi kutiririka, kwa mfano, maji. Kinyume chake, kioevu nene ni vigumu kutiririka, kwa mfano, mafuta ya kulainishia. Unaweza kuthibitisha kwa kumimina maji na mafuta ya kulainishia kwenye uso ulioinama. Maji hutiririka haraka kuliko mafuta. Kiwango cha mnato wa kioevu pia hutegemea halijoto. Kadiri halijoto ya kioevu inavyokuwa juu, ndivyo kioevu kinavyokuwa kidogo na mnato. Kwa mfano, mama anapokaanga samaki jikoni, mafuta ya kupikia ambayo mwanzoni hunenepa huwa kioevu zaidi yanapopashwa moto. Kinyume chake, kadiri halijoto ya dutu ya gesi inavyokuwa juu, ndivyo dutu ya gesi inavyokuwa nene.

Soma zaidi

Nguvu ya Uwiano na Ushikamano

Nguvu ya mshikamano ni nguvu ya mvuto kati ya molekuli katika dutu inayofanana, huku nguvu ya mvuto kati ya molekuli za dutu isiyo sawa ikiitwa Nguvu ya Mshikamano. Kwa mfano, tunamwaga maji kwenye glasi. Mshikamano hutokea wakati molekuli za maji zinapovutiana, huku mshikamano ukitokea wakati molekuli za maji na molekuli za glasi zinapovutiana.

Soma zaidi

Umewahi kucheza viputo vya sabuni? Viputo vya sabuni vya mviringo. Vinachekesha. Vinaweza kupuliziwa. Baada ya kuruka, viputo vya sabuni hupasuka. Lo, ni mchezo wa kufurahisha, wa utotoni. Kwa nini viputo vya sabuni ni vya mviringo?

Tafadhali amka asubuhi, kisha angalia majani yanayozunguka nyumba. Angalia matone ya umande yaliyounganishwa na majani. Ni ajabu; matone ya umande ni ya mviringo. Inawezaje kuwa hivyo?

Mvutano wa uso hutokea kwa sababu uso wa kioevu huelekea kukazwa ili uso uonekane kama utando mwembamba. Hii huathiriwa na nguvu ya mshikamano kati ya molekuli za maji. Ili kuelewa vyema maelezo haya, fikiria kielelezo kifuatacho. Tunapitia kioevu kilicho kwenye chombo.

Soma zaidi

Makala kuhusu kanuni ya Archimedes

Meli yenye uzito mkubwa haizami, huku jiwe lenye ukubwa mdogo likiweza kuzama. Kwa nini hivyo? Jibu ni rahisi ikiwa unaelewa dhana ya kuelea na kanuni ya Archimedes.

Katika maisha ya kila siku, tutagundua kwamba vitu vinavyoingizwa kwenye umajimaji, kama mwamba, vina uzito mdogo kuliko vitu visivyo kwenye umajimaji. Unaweza kupata ugumu wa kuinua jiwe kutoka ardhini, lakini jiwe lile lile huinuliwa bila shida kutoka chini ya maji ya bahari. Hii ni kutokana na nguvu ya kuelea. Kuongezeka kwa nguvu hutokea kutokana na tofauti katika shinikizo la umajimaji katika kina tofauti. Shinikizo la umajimaji huongezeka kadri kina kinavyoongezeka, kadri umajimaji unavyozidi kuwa mzito, ndivyo shinikizo la umajimaji linavyoongezeka. Kitu kinapoingizwa kwenye umajimaji, kutakuwa na tofauti katika shinikizo kati ya umajimaji ulio juu ya kitu na umajimaji ulio chini ya kitu. Umajimaji ulio chini ya kitu una shinikizo kubwa kuliko umajimaji ulio juu ya kitu.

Soma zaidi

Makala kuhusu kanuni ya Pascals

Kanuni ya uendeshaji wa lifti ya majimaji hutumikaje kuinua gari? Kanuni ya uendeshaji wa breki za majimaji ni ipi inapotumika kupunguza kasi ya gari? Tafadhali jifunze Kanuni ya Pascal ili kuelewa hili.

Kila umajimaji huwa unaweka shinikizo kwenye vitu vyote vinavyogusana navyo. Maji tunayoweka kwenye kioo yataweka shinikizo kwenye ukuta wa kioo. Vile vile, tukioga kwenye bwawa la kuogelea au maji ya bahari, maji ya bwawa au maji ya bahari pia yanaweka shinikizo kwenye mwili wetu wote.

Soma zaidi

Makala kuhusu Shinikizo katika majimaji

Katika fizikia, shinikizo hufafanuliwa kama nguvu kwa kila eneo la kitengo, ambapo mwelekeo wa nguvu ni sawa na eneo la uso. Kihisabati, shinikizo huonyeshwa na mlinganyo P = F / A, ambapo P = shinikizo, F = nguvu na A = eneo la uso. Kitengo cha nguvu (F) ni Newton (N), kitengo cha eneo ni mita ya mraba (m ² ). Kwa sababu shinikizo ni nguvu kwa kila eneo la kitengo, kitengo cha shinikizo ni N/m ^2. Jina lingine la N/m ² ni Pascal (Pa). Pascal ilitumika kama kitengo cha shinikizo kumheshimu Blaise Pascal.

Soma zaidi

Makala kuhusu Uzito na mvuto maalum

Wiani

Sifa moja muhimu ya dutu ni msongamano. Uzito ni uwiano wa uzito na ujazo. Imeandikwa kihisabati:

ρ = m / V

ρ (rho) ni herufi ya Kigiriki inayotumika sana kuelezea msongamano, m ni uzito na V ni ujazo. Msongamano wa umajimaji ulio sawa ni tofauti na msongamano wa kitu kigumu kilicho sawa. Chuma, kwa mfano, kina msongamano sawa katika kila sehemu. Katika angahewa ya Dunia, kadiri angahewa inavyokuwa juu kutoka kwenye uso wa Dunia, ndivyo msongamano wake unavyopungua, huku kwa maji ya bahari, kadiri maji ya bahari yanavyozidi kuwa makubwa, ndivyo msongamano wake unavyoongezeka. Msongamano wa umajimaji ulio sawa unaweza kutegemea mambo ya kimazingira kama vile halijoto na shinikizo.

Soma zaidi

Makala kuhusu matumizi ya kanuni ya Bernoullis na mlinganyo wa Bernoullis

Nadharia ya Torricelli

Mojawapo ya matumizi ya mlinganyo wa Bernoulli ni kuhesabu kasi ya kutokea kwa kioevu kutoka chini ya chombo (tazama mchoro).

Tunatumia mlinganyo wa Bernoulli katika nukta ya 1 (uso wa chombo) na nukta ya 2 (uso wa shimo). Kwa sababu kipenyo cha shimo chini ya chombo ni kidogo sana kuliko kipenyo cha chombo, kasi ya kioevu kwenye uso wa chombo inachukuliwa kuwa sifuri (v ₁ = 0). Uso wa chombo na uso wa shimo vimefunguliwa ili shinikizo liwe sawa na shinikizo la angahewa (P ₁ = P ₂ ). Kwa hivyo, mlinganyo wa Bernoulli kwa kesi hii ni:

Soma zaidi

Makala kuhusu kanuni ya Bernoullis na mlinganyo wa Bernoullis

Tunapoendesha pikipiki, nguo tunazovaa huvimba mgongoni. Wakati mwingine, upepo ukivuma kwa nguvu, mlango unaweza kujifunga. Ingawa upepo unavuma nje ya nyumba, huku mlango ukiwa ndani ya nyumba.

Hili linaweza kuelezewa kwa kutumia kanuni ya Bernoulli. Daniel Bernoulli (1700-1782) aligundua kanuni ambayo ingeweza kutumika kuelezea jambo lililo hapo juu.

Kanuni ya Bernoulli

Soma zaidi