סטאַטיש און דינאַמיש פליסיק מאַטעריאַל

סטאַטיש און דינאַמיש פליסיק מאַטעריאַל

פליסיקייטן זענען א פאסינירנדע טעמע אין פיזיק, ווייל זיי האבן צו טון מיט די אייגנשאפטן און אויפפירונג פון סובסטאנצן וואס קענען פליסן, ווי למשל פליסיקייטן און גאזן. פליסיק סטאטיקס און פליסיק דינאמיק זענען צוויי הויפט צווייגן פון פליסיק שטודיע, יעדער מיט זיינע אייגענע באזונדערע כאראקטעריסטיקס און אנווענדונגען. אין דעם ארטיקל וועלן מיר איבערקוקן די גרונטלעכע יסודות פון פליסיק סטאטיקס און פליסיק דינאמיק טעאריע, ווי אויך עטלעכע רעאל-וועלט ביישפילן פון זייערע אנווענדונגען אין טעגליכן לעבן.

סטאַטיש פליסיק

א סטאַטישע פליסיקייט איז א פליסיקייט וואָס איז אין רו, דאָס הייסט עס דערפאַרט נישט קיין באַוועגונג. די שטודיע פון ​​סטאַטישע פליסיקייטן ווערט אָפט גערופן הידראָסטאַטיק. עטלעכע וויכטיקע קאָנצעפּטן אין סטאַטישע פליסיקייטן אַרייַננעמען הידראָסטאַטיש דרוק, פּאַסקאַל'ס פּרינציפּ, און אַרכימעדעס' געזעץ.

הידראָסטאַטיש דרוק

דרוק אין אַ סטאַטישן פליסיקייט איז די קראַפט וואָס אַקט פּער איינהייט ייבערפלאַך שטח און טענדירט צו אַקטירן גלייך אין אַלע ריכטונגען. דער דרוק ווערט געפֿירט דורך דעם וואָג פון דער פליסיקייט העכער דעם אָבסערוואַציע פונקט. די הידראָסטאַטישע דרוק גלייכונג ווערט אויסגעדריקט ווי:

\[ פּ = P_0 + ∫rho gh \]

די מאנא:
– \(P \) איז דער דרוק אין טיפקייט \(h \).
– \(P_0 \) איז דער אויבערפלאך דרוק.
– \( \rho \) איז די געדיכטקייט פון דער פליסיקייט.
– \(g \) איז די אַקסעלעראַציע רעכט צו גראַוויטאַציע.
– \(h \) איז די טיפקייט.

א פשוטער ביישפּיל איז דער דרוק וואָס אַ טויכער פילט ווען ער גייט טיפער אונטער וואַסער. ווי טיפער דער טויכער גייט, אַלץ גרעסער דער דרוק וואָס ער פילט צוליב דעם וואָג פון דעם וואַסער העכער אים.

פּאַסקאַלס פּרינציפּ

פּאַסקאַלס פּרינציפּ זאָגט אַז אַ ענדערונג אין דרוק ערגעץ אין אַ פֿאַרמאַכטן פֿליסיקייט ווערט איבערגעגעבן גלײַך איבער דער גאַנצער פֿליסיקייט. דער פּרינציפּ האָט פֿיל פּראַקטישע אַפּליקאַציעס, ווי למשל אין הידראַולישע סיסטעמען. למשל, אין אַ הידראַולישן דזשעק, אַ קליינע קראַפֿט וואָס ווערט אָנגעווענדט צו אַ קליינעם פּיסטאָן פּראָדוצירט אַ גרויסע קראַפֿט אויף דעם גרעסערן פּיסטאָן.

אַרכימעדעס געזעץ

ארכימעדעס' געזעץ זאגט אז יעדער אביעקט וואס איז טיילווייז אדער אינגאנצן איינגעטובלט אין א פליסיקייט וועט דערפארן אן אויפשטייגנדיקע קראפט גלייך צום וואג פון דער פליסיקייט וואס ווערט פארטריבן דורך דעם אביעקט. די קראפט איז באקאנט אלס אויפשטייג.

\[ F_b = \rho g V \]

די מאנא:
– \( F_b \) איז די ליפטינג קראַפט.
– \( \rho \) איז די געדיכטקייט פון דער פליסיקייט.
– \(g \) איז די אַקסעלעראַציע רעכט צו גראַוויטאַציע.
– \(V \) איז דער פארנעם פון פליסיקייט וואס איז פארטריבן געווארן.

א ביישפּיל איז ווען אַ שיף שוועבט אויף וואַסער. די שיף קען שוועבן ווייל די וואָג פון די וואַסער וואָס זי פֿאַרטרייבט איז גלייך צו די וואָג פון די שיף אַליין, וואָס פּראָדוצירט אַן אויפֿווערטס-פֿלוסנדיקע קראַפֿט.

פליסיק דינאַמיק

חוץ סטאַטישע שטאַנדן, זענען פליסיקייטן אָפט אין באַוועגונג אָדער פליסן. די שטודיע פון ​​דעם נאַטור פון באַוועגלעכע פליסיקייטן איז באַקאַנט ווי הידראָדינאַמיק. עטלעכע וויכטיקע קאָנצעפּטן אין פליסיק דינאַמיק אַרייַננעמען די קאָנטינויִטעט גלייכונג, די בערנולי גלייכונג, און די נאַוויער-סטאָוקס געזעצן.

קאָנטינויִיטעט גלייכונג

די קאָנטינויִטעט גלייכונג זאָגט אַז אין אַן אומקאָמפּרעסיבל פליסיק שטראָם, מוז די אַרייַנגאַנג מאַסע שטראָם ראַטע זיין גלייך צו די אַרויסגאַנג מאַסע שטראָם ראַטע. די גלייכונג קען אויסגעדריקט ווערן ווי פאלגנד:

\[ A_1 v_1 = A_2 v_2 \]

די מאנא:
– \(A_1 \) און \(A_2 \) זענען די קוועער-שניט שטחים ביי פונקטן 1 און 2.
– \(v_1 \) און \(v_2 \) זענען די שטראָם־גיכקייטן ביי פּונקטן 1 און 2.

א ביישפּיל איז אַ וואַסער שלאַנג מיט אַ שמאָלן עק. ווען מען דריקט דעם שלאַנג ביים עק, פליסט וואַסער אַרויס שנעלער ווייל די קוועַר-סעקשאַנאַל שטח ביים עק פונעם שלאַנג איז קלענער.

בערנולי'ס גלייכונג

בערנולי'ס גלייכונג זאגט אז אין אומקאמפרעסיבל, רייבונגלאז פליסיק שטראם, איז די מאס מעכאנישע ענערגיע (דרוק, קינעטישע ענערגיע, און פאטענציעלע ענערגיע) פער איינהייט פארנעם קאנסטאנט. די גלייכונג ווערט געשריבן אלס:

[P + \frac{1}{2} \rho v^2 + \rho gh = \text{קאָנסטאַנט} \]

די מאנא:
– \(P \) איז דער פליסיקייט דרוק.
– \( \rho \) איז די געדיכטקייט פון דער פליסיקייט.
– \(v \) איז די פליסיק שטראָם גיכקייט.
– \(g \) איז די אַקסעלעראַציע רעכט צו גראַוויטאַציע.
– \(h \) איז די הייך העכער דעם רעפערענץ פונקט.

איין רעאל-וועלט ביישפיל פון בערנולי'ס גלייכונג איז אן עראפלאן פליגל. די פארעם פון אן עראפלאן פליגל איז דיזיינט אזוי אז די לופט וואס פליסט איבערן פליגל האט א העכערע שנעלקייט ווי די לופט אונטערן פליגל. דאס רעזולטירט אין א נידעריגערן דרוק איבערן פליגל ווי אונטערן פליגל, וואס שאפט דעם אויפשטייג וואס ערלויבט דעם עראפלאן צו פליען.

נאַוויער-סטאָוקס געזעץ

די נאַוויער-סטאָוקס געזעצן זענען אַ סכום גלייכונגען וואָס באַשרײַבן די באַוועגונג פון פליסיקייטן. די גלייכונגען זענען קאָמפּלעקס און אַרייַנציען קאָמפּלעקסע מאַטעמאַטישע אַנאַליז, אָבער זיי זענען יסודותדיק צו פֿאַרשטיין פליסיק דינאַמיק. די געזעצן נעמען די פֿאָרעם:

\[ \rho \left( \frac{\partial \mathbf{v}}{\partial t} + \mathbf{v} \cdot \nabla \mathbf{v} \right) = -\nabla P + \mu \nabla^2 \mathbf{v} + \mathbf{f} \]

די מאנא:
– \( \rho \) איז די געדיכטקייט פון דער פליסיקייט.
– \( \mathbf{v} \) איז די פליסיק שטראָם גיכקייט.
– \( \mu \) איז די דינאמישע וויסקאָסיטי פון דער פליסיקייט.
– \( \mathbf{f} \) איז די עקסטערנע קראַפט פּער איינהייט באַנד.

די גלייכונגען זענען די באזע פון ​​פילע אינזשעניריע אַפּליקאַציעס, אַרייַנגערעכנט מאָדעלירן לופט לויפן אַרום וועהיקלעס, בלוט לויפן אין כלים, און אויל פאַרשפּרייטונג אין פּייפּליינז.

סטאַטישע און דינאַמישע פליסיק אַפּליקאַציעס

די קאנצעפטן פון פליסיק סטאטיקס און דינאמיק ווערן אנגעווענדט אין פארשידענע פעלדער ווי ציוויל אינזשעניריע, מעכאנישע אינזשעניריע, מעדיצין, מעטעאראלאגיע, און די סביבה. עטלעכע פראקטישע אנווענדונגען שליסן איין:

1. דאַם און רעזערוואַר פּלאַן: נוצן די פּרינציפּן פון הידראָסטאַטיש דרוק און אַרכימעדעס געזעץ צו ענשור די פעסטקייט פון סטרוקטורן אונטער וואַסער דרוק.

2. הידראולישע סיסטעם: באַנוץ פון פּאַסקאַל'ס פּרינציפּ אין הידראולישע ברעיקס פון וועהיקלעס און קאַנסטרוקציע עקוויפּמענט.

3. אַוויאַציע: אַפּליקאַציע פון ​​בערנולי'ס גלייכונג צו דעם פּלאַן פון עראָפּלאַן פליגלען צו פּראָדוצירן ליפט.

4. וועטער מאָדעלירן: ניצן די נאַוויער-סטאָוקס געזעצן העלפט פאָרויסזאָגן ווינט פּאַטערנז און אַנדערע וועטער דערשיינונגען.

5. מעדיציניש: בלוט שטראָם אַנאַליז ניצן פליסיק דינאַמיק פּרינציפּן פֿאַר די דיאַגנאָז פון קאַרדיאָווואַסקיאַלער קרענק.

קעסימפּולאַן

פֿאַרשטיין די יסודות פֿון פֿליסיקייט סטאַטיקס און דינאַמיק איז קריטיש אין אַ ברייטן קייט פֿון וויסנשאַפֿטלעכע און אינזשעניריע אַפּליקאַציעס. דורך פֿאַרשטיין די אייגנשאַפֿטן און נאַטור פֿון פֿליסיקייטן, קענען וויסנשאַפֿטלער און אינזשענירן פּלאַנירן און אַנטוויקלען מער עפֿעקטיווע און זיכערערע טעכנאָלאָגיעס, פֿון עראָפּלאַנען ביז מעדיצינישע דעוויסעס. פֿליסיקייט סטאַטיקס גיט אַן איבערבליק איבער ווי פֿליסיקייטן זיך פֿירן אין רו, בשעת פֿליסיקייט דינאַמיק אַנטפּלעקט די קאָמפּלעקסיטעטן פֿון פֿליסיקייט נאַטור אין פֿלוס. ביידע זענען וויכטיקע זײַלן פֿון דעם שטענדיק-עוואָלווינג פֿעלד פֿון פֿיזיק.