פליסיק דרוק

פליסיק דרוק מאַטעריאַל

אין פיזיק, ווערט דרוק דעפינירט אלס קראַפט פּער איינהייט שטח, וואו די ריכטונג פון דער קראַפט איז פּערפּענדיקולאַר צו דער ייבערפלאַך שטח. מאַטעמאַטיש, ווערט דרוק אויסגעדריקט דורך דער גלייכונג P = F/A, וואו P = דרוק, F = קראַפט און A = ייבערפלאַך שטח. די איינהייט פון קראַפט (F) איז ניוטאָן (N), די איינהייט פון שטח איז קוואַדראַט מעטער (מ² ⁾ . ווייל דרוק איז קראַפט פּער איינהייט שטח, איז די איינהייט פון דרוק N/m² ^. אן אנדער נאָמען פֿאַר N/m² ^איז פּאַסקאַל (Pa). פּאַסקאַל ווערט גענוצט אלס א איינהייט פון דרוק אין כּבֿוד פון בלעז פּאַסקאַל.

ווען אַ פליסיקייט איז אין רו, נוצט עס אַ קראַפט פּערפּענדיקולאַר צו דער גאַנצער ייבערפלאַך מיט וואָס עס איז אין קאָנטאַקט. למשל, באַטראַכטן וואַסער אין אַ גלאָז; יעדער טייל פון די וואַסער נוצט אַ קראַפט פּערפּענדיקולאַר צו דער גלאָז וואַנט. דעריבער, יעדער טייל פון די וואַסער נוצט אַ קראַפט פּערפּענדיקולאַר צו יעדער אַפּאַראַט שטח פון דעם קאַנטיינער וואָס עס נעמט איין. דאָס איז אַ וויכטיקע אייגנשאַפט פון אַ סטאַטישן פליסיקייט, אַ פליסיקייט אין רו. ווען אַ פליסיקייט נוצט אַ קראַפט אויף אַן ייבערפלאַך, וווּ די קראַפט איז נישט פּערפּענדיקולאַר, וועט די ייבערפלאַך נוצן אַ רעאַקציע קראַפט, אויך נישט פּערפּענדיקולאַר. דאָס וועט פאַרשאַפן די פליסיקייט צו פליסן. אָבער, אין פאַקט, בלייבט די פליסיקייט אין רו. דעריבער, אין אַ פליסיקייט אין רו, איז די קראַפט שטענדיק פּערפּענדיקולאַר צו דער ייבערפלאַך פון דעם קאַנטיינער וואָס עס נעמט איין.

נאך א וויכטיגע אייגנשאפט פון א פליסיקייט אין רו איז אז עס לייגט שטענדיג ארויס דרוק אין אלע ריכטונגען. כדי בעסער צו פארשטיין דאס, לייגט א שווימענדיקן אביעקט אין א קאנטעינער מיט וואסער. אויב דאס וואסער איז אינגאנצן שטיל, וועט דער אביעקט בלייבן שטייענדיק ווייל דער דרוק וואס ווערט ארויסגעלאזט אויף זיין גאנצער אויבערפלאך איז גלייך. אויב דער וואסער דרוק איז נישט גלייך, וועט זיין א נעץ קראפט, וואס וועט מאכן דעם אביעקט זיך באוועגן.

ווירקונג פון טיפקייט אויף דרוק

ווי אזוי באַאיינפלוסט טיפקייט אדער הייך דעם פליסיקן דרוק? איז דער דרוק פון ים-וואסער אין א טיפקייט פון 10 מעטער דער זעלבער ווי דער דרוק פון ים-וואסער אין א טיפקייט פון 100 מעטער? לאָמיר באַטראַכטן דעם וואַסער דרוק אין אַ קאַנטיינער ווי געוויזן אין דער בילד. די הייך פון דער פליסיקייט זייל איז h און איר קראָס-סעקשאַנאַל שטח איז A. וואָס איז דער וואַסער דרוק אין דעם דנאָ פון דעם קאַנטיינער?

w = וואָג פון וואַסער, h = הייך פון דער וואַסער זייַל אין אַ צילינדרישן קאַנטיינער, A = ייבערפלאַך שטח און P איז דרוק.

אינפֿאָרמאַציע:
w = גראַוויטאַציע
ρ = געדיכטקייט
m = מאַסע
g = אַקסעלעראַציע רעכט צו גראַוויטאַציע
V = hA = באַנד פון פליסיקער זייל (h = הייך, A = ייבערפלאַך שטח)

אויב מיר לייגן עס אריין אין דער דרוק גלייכונג, באַקומען מיר:

p = ρ gh → גלייכונג 1 (פארמאכטער ​​קאנטעינער)
p = pa + ρ gh → גלייכונג 2 (אפֿענער קאַנטיינער)

אינפֿאָרמאַציע:
פּאַ = אַטמאָספערישן דרוק
ρ gh = הידראָסטאַטישער דרוק

אין דעם בילד אויבן ווערט דער אטמאספערישער דרוק נישט געוויזן, אבער אין דער ווירקלעכקייט, אויב דער קאנטעינער מיט וואסער איז אפן, וועט דער אטמאספערישער דרוק אויך ווירקן אויף דער אויבערפלאך פון וואסער, וואס איז געריכטעט אראפ.

באַזירט אויף דער גלייכונג אויבן, זעט אויס אַז דרוק איז גלייך פּראָפּאָרציאָנעל צו דער געדיכטקייט און טיפקייט פון דער פליסיקייט (גראַוויטאַציאָנעלע אַקסעלעראַציע בלייבט קאָנסטאַנט). ווי די טיפקייט פון דער פליסיקייט וואַקסט, וואַקסט אויך דער דרוק. פליסיקייטן זענען כּמעט נישט קאָמפּרעסאַבאַל צוליב דעם וואָג פון דער פליסיקייט העכער זיי, אַזוי די געדיכטקייט פון דער פליסיקייט בלייבט קאָנסטאַנט. אויב דער הייך-אונטערשייד איז זייער גרויס (למשל, אין זייער טיפן ים-וואַסער), ווערייִרט די געדיכטקייט אַ ביסל. אָבער, אויב דער הייך-אונטערשייד איז נישט צו גרויס, איז די געדיכטקייט פון דער פליסיקייט אין עסענץ די זעלבע אָדער דער אונטערשייד איז אַזוי קליין אַז מען קען עס איגנאָרירן.

מיר קענען אויך ניצן די אויבנדערמאנטע גלייכונג צו רעכענען דעם דרוק-אונטערשייד ביי פארשידענע טיפענישן. די אויבנדערמאנטע גלייכונג קען איבערגעשריבן ווערן אלס:

אַטמאָספערישן דרוק

ווען מיר טונקען אונטער וואַסער, איז אונדזער גאַנצער קערפּער אַרומגענומען מיט וואַסער. ווי טיפער מיר טונקען, אַלץ גרעסער דער דרוק וואָס מיר פילן. אין פאַקט, יעדן טאָג זענען מיר אויך אַרומגענומען מיט דער אַטמאָספער, וואָס דריקט קעסיידער אויף אַלע טיילן פון אונדזער קערפּער, פּונקט ווי ווען מיר זענען אונטער וואַסער. פּונקט ווי אין ים וואַסער, קען מען פאַרגלייכן די ערד'ס ייבערפלאַך צום "ים-גרונט" פון דער אַטמאָספער. אויב עס איז אמת אַז די אַטמאָספער דריקט אויך אויף אַלע טיילן פון אונדזער קערפּער צו יעדער צייט, פאַרוואָס פילן מיר עס נישט, ווי מיר וואָלטן געווען אויפן דנאָ פון ים? אונדזער קערפּער'ס צעלן האַלטן אַן אינערלעכן דרוק וואָס איז כּמעט די זעלבע ווי דער אויסערלעכער דרוק. דאָס איז פאַרוואָס מיר פילן נישט די ווירקונגען פון דעם דרוק-אונטערשייד.

דער ערד'ס אטמאספערישער דרוק ענדערט זיך אויך מיט דער הייך. אבער, דער אטמאספערישער דרוק ווערירט אביסל פון דעם פון פליסיקייטן. די ענדערונג אין געדיכטקייט פון פליסיקייטן איז זייער קליין פאר קליינע טיפקייט-אונטערשיידן, ממילא ווערט אנגענומען אז די געדיכטקייט פון פליסיקייטן איז די זעלבע. דאס איז אנדערש פון דער געדיכטקייט פון דער ערד'ס אטמאספערע. די געדיכטקייט פון דער ערד'ס אטמאספערע ווערירט באדייטנד מיט דער הייך. די געדיכטקייט פון לופט אין פארשידענע הייכן איז אנדערש, ממילא קענען מיר נישט רעכענען דעם אטמאספערישער דרוק ניצנדיק די גלייכונג וואס איז אויבן דערמאנט געווארן. דערצו, איז נישטא קיין קלארע אטמאספערישער גרענעץ פון וועלכער מען קען מעסטן די הייך. דער אטמאספערישער דרוק ווערירט אויך מיטן וועטער. כדי צו באשטימען דעם אטמאספערישער דרוק, נעמען מיר מעסטונגען.

דרוק מעסטונג

עוואַנגעליסטאַ טאָריסעללי (1608–1647), אַ תלמידה פון גאַלילעאָ, האָט אַנטוויקלט אַ מעטאָד פֿאַר מעסטן אַטמאָספֿערישן דרוק אין 1643 ניצנדיק זײַן קוועקזילבער באַראָמעטער. דער באַראָמעטער איז באַשטאַנען פֿון אַ לאַנגער גלאָז רער אָנגעפֿילט מיט קוועקזילבער. די קוועקזילבער-געפֿילטע גלאָז רער איז געווען איבערגעקערט אין אַ טעלער אויך אָנגעפֿילט מיט קוועקזילבער.

ווען מען דרייט איבער אַ גלאָז רער מיט קוועקזילבער, ווערט דער עק פונעם רער נישט אָנגעפילט מיט קוועקזילבער, עס אנטהאלט נאָר קוועקזילבער פארע וועמענס דרוק איז אַזוי קליין אַז מען איגנאָרירט עס (p₂ = 0). אויף דער ייבערפלאַך פון דעם קוועקזילבער אין דער פּלאַטע, איז דאָ אַטמאָספערישן דרוק וואָס איז גערעכטעט אַראָפּ (די אַטמאָספער דריקט אויף דעם קוועקזילבער אין דער פּלאַטע). דער אַטמאָספערישער דרוק שטיצט די זייל פון קוועקזילבער אין דער גלאָז רער. אין בילד, ווערט אַטמאָספערישן דרוק סימבאָליזירט דורך p_o די גרייס פון אטמאספערישן דרוק קען אויסגערעכנט ווערן מיט דער גלייכונג:

פּאָ ₌ ρ גה

באַזירט אויף די מעסטונג רעזולטאַטן, איז דער דורכשניטלעכער אַטמאָספערישער דרוק ביי ים שטאַפּל 1,013 x 10 ⁵ N/m ² . די מאַגניטוד פון אַטמאָספערישן דרוק ביי ים שטאַפּל ווערט גענוצט צו דעפינירן אַן אַנדער איינהייט פון דרוק, נעמלעך אַטמ (אַטמאָספער). אַזוי 1 אַטמ = 1,013 x 10 ⁵ N/m ² = 101,3 kPa (kPa = קילאָ פּאַסקאַל). אַן אַנדער איינהייט פון דרוק איז דער באַר (אָפט גענוצט אין מעטעאָראָלאָגיע). 1 באַר = 1,00 x 10 ⁵ N/m ² = 100 kPa.

ווי ווערט דער אטמאספערישער דרוק ווערט באקומען?
די מעסטונג ניצט דעם פּרינציפּ וואָס טאָריטשעללי האָט געוויזן אויבן. די הייך פון דער קוועקזילבער זייל וואָס ווערט גענוצט איז 76 ס״מ (אַטמאָספערישער דרוק קען נאָר שטיצן אַ קוועקזילבער זייל וואָס איז בלויז 76,0 ס״מ הויך), וואו די טעמפּעראַטור פון דעם קוועקזילבער וואָס ווערט גענוצט איז פּונקט 0. ^oC און די מאַגניטוד פון דער גראַוויטאַציאָנעלער אַקסעלעראַציע איז 9,8 מעטער/סעקונדע²די געדיכטקייט פון קוועקזילבער אין דעם צושטאַנד איז 13,6 x 10³ קג / עם³אטמאספערישן דרוק:

דרוק מאָס

עס זענען דא אסאך מכשירים גענוצט צו מעסטן דרוק, אריינגערעכנט דער אפענער רער מאנאמעטער.

אין אַן אָפֿענעם רער מאַנאָמעטער, וואו די רער איז U-פֿאָרעם, איז די רער טיילווײַז אָנגעפֿילט מיט פֿליסיקייט (קוועקזילבער אָדער וואַסער). דער געמאָסטענער דרוק איז פֿאַרבונדן מיטן אונטערשייד אין די צוויי הייכן פֿון די פֿליסיקייטן וואָס ווערן אַרײַנגעשטעקט אין דער רער. דער דרוק ווערט אויסגערעכנט מיט דער גלייכונג:

בכלל, ווערט נישט אויסגערעכנט דער פּראָדוקט פֿון ρ gh נאָר די הייך פֿון דער פֿליסיקייט (h) ווײַל דרוק ווערט מאַנטשמאָל אויסגעדריקט אין מילימעטער קוועקזילבער (mm hg) אָדער מילימעטער וואַסער (mm H ₂ O). אַן אַנדער נאָמען פֿאַר mm hg איז torr (אין זכּרון פֿון עוואַנגעליסטאַ טאָריסעללי).

חוץ מאַנאָמעטערס, זענען דאָ אויך אַנדערע מעסט-אינסטרומענטן, נעמליך אַנערויד באַראָמעטערס, סיי מעכאַנישע און סיי עלעקטרישע, אַרייַנגערעכנט טייער דרוק גיידזשעס, אאז"וו. דער אינסטרומענט געניצט דורך טאָריסעללי צו מעסטן אַטמאָספערישן דרוק ווערט אויך גערופן אַ קוועקזילבער באַראָמעטער, וואו אַ גלאָז רער ווערט אָנגעפילט מיט קוועקזילבער און דערנאָך איבערגעדרייט אין אַ פּלאַטע וואָס אויך כּולל קוועקזילבער.

ראַטעד דרוק, מאָס דרוק און אַבסאָלוט דרוק

ווען מען פילט אן אויטא רעדער מיט לופט, ניצט מען געווענליך א לופט דרוק מעסטער. דאס פארזיכערט אז דער רעדער דרוק איז נישט צו נידעריג און נישט צו הויך. ווען מען פילט אן רעדער מיט לופט, מעסט מען נאר דעם לופט דרוק אינעווייניג אין רעדער. אטמאספערישער דרוק ווערט נישט גענומען אין באטראכט. נישט נאר ווען מען מעסט רעדער דרוק, נאר אויך ביי רוב אנדערע דרוק מעסטונגען, מעסט מען נישט דעם אטמאספערישער דרוק. דער געמאסטערטער דרוק ווערט גערופן געמאסטערטער דרוק. נו, וואס איז דער חילוק צווישן דעם און אבסאלוטן דרוק?

אַבסאָלוטער דרוק = אַטמאָספערישן דרוק + געמאָסטענער דרוק. אַזוי צו באַקומען אַבסאָלוטן דרוק, לייגן מיר צו דעם געמאָסטן דרוק צום אַטמאָספערישן דרוק. מיט אַנדערע ווערטער, אַבסאָלוטער דרוק = גאַנצער דרוק. מאַטעמאַטיש קען מען דאָס שרייבן ווי:

פּ = פּאַ + פּ מאָס

למשל, אויב דער רעדל דרוק וואָס מיר מעסטן = 100 kPa, דעמאָלט איז דער אַבסאָלוטער דרוק:
פּ = פּאַ + פּ מאָס
פּ = 101 קפּאַ + 100 קפּאַ
פּ = 201 קפּאַ
דער אַבסאָלוטער דרוק = 201 kPa.

ס'איז דא נאך א טערמין: גיידזש דרוק, אויך באקאנט אלס גיידזש דרוק. גיידזש דרוק איז דער איבערדרוק העכער אטמאספערישער דרוק. למשל, באטראכט מאטארסייקל רעדער דרוק. ווען א מאטארסייקל רעדער ווערט אפגעלאזט, איז דער דרוק אינעווייניג אין רעדער גלייך צו אטמאספערישער דרוק (אטמאספערישער דרוק = 1,01 x 105 Pa = 101 kPa). ווען דער רעדער איז פול מיט לופט, וואקסט דער רעדער דרוק נאטירלעך. ווען דער רעדער דרוק איז העכער 101 kPa, ווערט דער איבערדרוק אויך גערופן גיידזש דרוק.

פליסיק דרוק בייַשפּיל פֿראגן

בייַשפּיל קשיא 1:

א סובמאַרין טויכט צו א טיפקייט פון 200 מעטער. וואָס איז דער דרוק וואָס דער סובמאַרין דערפאַרט?
דער טויך? ג = 10 מעטער/סעקונדע²
דיסקוסיע
עס איז באַקאַנט אַז:
טיפקייט (ה) = 200 מעטער
געדיכטקייט פון ים וואַסער (ρ) = 1,03 x 10³ קג / עם³ = 1030 קג/מ³ (זעה געדיכטקייט טאבעלע)
אטמאספערישע דרוק (פּאַ) = 1 אַטם = 1 x 10⁵ ען / עם² = 1 רענטגענ 10⁵ (ק״ג מעטער/סעקונדע²)/מ² = 1 רענטגענ 10⁵ ק״ג/מס²
אַקסעלעראַציע צוליב גראַוויטאַציע (g) = 10 m/s²
געפרעגט: דרוק
ענטפער:

דער קאַנטעינער איז אָפֿן, אַזוי אַטמאָספֿערישער דרוק איז נישט אַרייַנגערעכנט אין די חשבונות.

בייַשפּיל קשיא 2:

א 10 מעטער הויכער וואַסער רעזערוואַר איז אָנגעפילט מיט וואַסער. אויב די ייבערפלאַך פון וואַסער רעזערוואַר איז
פארמאכט, וואס איז דער וואסער דרוק ביים דנאָ פון דעם קאַנטיינער? ג = 10 מעטער/סעקונדע²
דיסקוסיע
עס איז באַקאַנט אַז:
הייך (ה) = 10 מעטער
וואַסער געדיכטקייט (ρ) = 1,00 x 10³ קג / עם³ = 1000 קג/מ³
אטמאספערישע דרוק (פּאַ) = 1 אַטם = 1 x 10⁵ ען / עם² = 1 רענטגענ 10⁵ (קג מעטער/סעקונדע²) / מ² = 1 רענטגענ 10⁵ ק״ג/מס²
אַקסעלעראַציע צוליב גראַוויטאַציע (g) = 10 m/s²
געפרעגט: דרוק
ענטפער:

דער קאַנטעינער איז פֿאַרמאַכט, אַזוי אַטמאָספֿערישער דרוק איז נישט אַרייַנגערעכנט אין די חשבונות.

בייַשפּיל קשיא 3:

די הייך פון דער וואַסער זייַל (רעכטס) = 50 ס״מ, בשעת די הייך פון דער אַנדערער פליסיק זייַל (לינקס) = 30 ס״מ. וואָס איז די געדיכטקייט פון דער אַנדערער פליסיקייט?

דיסקוסיע
עס איז באַקאַנט אַז:
אַקסעלעראַציע צוליב גראַוויטאַציע (g) = 10 m/s²
וואַסער שטאַפּל (ה₁) = 50קם
געדיכטקייט פון וואַסער (ρ₁) = 1,00 X 10³ קג / עם³ = 1000 קג/מ³
אנדערע פליסיק הייך (ה₂) = 30קם
געדיכטקייט פון אנדערע פליסיקייטן (ρ₂) =?

פּאַ + ρ ₁ גה ₁ = פּאַ + ρ ₂ גה ₂

אטמאספערישע דרוק (Pa) און גראַוויטאַציאָנעלע אַקסעלעראַציע (g) זענען די זעלבע, אַזוי זיי קענסלען זיך אויס.

בייַשפּיל קשיא 4:

אינעווייניק פון א גלאז רער איז דא א פליסיקייט 10 ס״מ הויך. דער וואסער דרוק ביים דנאָ פון דער רער איז 1200 N/m²אויב g = 10 מעטער/סעקונדע²איגנארירט לופט דרוק. וואָס איז די געדיכטקייט פון דער פליסיקייט?
א. 800 ק"ג/מ²³
ב. 900 ק״ג/מ²³
C. 1000 ק"ג/מ²³
ד. 1200 ק"ג/מ²³
ע. 1300 ק״ג/מ²³
דיסקוסיע:
עס איז באקאנט :
Ketinggian פליסיקייט (h) = 10 ס״מ = 0,1 מעטער
וואַסער דרוק (P) ביים באזיס פון דער רער = 1200 נ/מ²
אַקסעלעראַציע פון ​​גראַוויטאַציע (ג) = 10 מעטער/סעקונדע²
געפרעגט :
געדיכטקייט פליסיק?
דזשאַוואַב :

געדיכטקייט די פליסיקייט איז 1200 ק"ג/מ²³.
די ריכטיגע ענטפער איז ד.

בייַשפּיל קשיא 5:

קוועקזילבער אין פארבונדענע כלים האט א חילוק אין דער אויבערפלאך פון 3 ס״מ. די געדיכטקייט פון קוועקזילבער = 13,6 גר/ס״מ³די הייך פון דער פליסיקייט אין דער רער אויף דער לינקער זייט איז 10 ס״מ. וואָס איז די געדיכטקייט פון דער פליסיקייט?
א. 800 ק"ג/מ²³
ב. 1030 ק״ג/מ²³
C. 1080 ק"ג/מ²³
ד. 1300 ק"ג/מ²³
ע. 1360 ק״ג/מ²³

דיסקוסיע:
עס איז באקאנט :
הייך (ה) פון מערקור = 3 ס״מ = 0,03 מעטער
געדיכטקייט פון קוועקזילבער = 13,6 גר/קמ³ = 13600 קג/מ³
הייך (ה) פון פליסיקייט = 10 ס״מ = 0,1 מעטער
געפרעגט :
געדיכטקייט פליסיק?
ענטפער:
די סיסטעם איז אין א צושטאנד פון סטאטישן גלייכגעוויכט, דעריבער איז דער דרוק פון דער פליסיקייט (לינקע רער) = דרוק פון קוועקזילבער (רעכטע רער).
P_{סטרייקס} + פּ_פליסיק = פּ_{סטרייקס} + פּ_{קוועקזילבער}
דער לופט דרוק איז דער זעלבער, אַזוי עס איז עלימינירט פון דער גלייכונג.

פּ _פליסיק = פּ _לופט

די ריכטיגע ענטפער איז C.