Fyzika - mechanika tekutín
Všeobecné informácie a potrebné vzorce
Prepočet tlakových jednotiek
| 1 torr = 1,333224 x 102 N/m² | 1 N/m² = 1/100 000 barov | 1N/m² = 10µbar | 1Torr = 1,33224 x 103 µbar | 1Torr = 13,59510 kgf/m² | 1 Pa = 1 N/m² = 1/100 000 barov |
| 1 bar = 100 kPa | 1 bar = 10 N/cm² | 1 mbar = 1cN/cm² | 1 bar = 1,019716 at | 1 pri = 0,735559 x 103 torr |
Zhutnenie niektorých pevných látok
| Hliník 2,70 g/cm³ | Olovo 11,34 g/cm3 | Železo 7,86 g/cm³ | Zlato 19,3 g/cm³ | Meď 8,93 g/cm3 | Platina 21,4 g/cm³ | Striebro 10,1 g/cm³ |
Tlak pár vo vode
| 0 ° C = 0,06 m | 5 ° C = 0,09 m | 10 ° C = 0,12 m | 20 ° C = 0,24 m | 30 ° C = 0,43 m | 40 ° C = 0,75 m | 50 ° C = 1,25 m |
| 60 ° C = 2,02 m | 70 ° C = 3,17 m | 80 ° C = 4,82 m | 90 ° C = 7,14 m | 100 ° C = 10,33 m |
Vzorec na výpočet tlaku kvapaliny
Príklad: Tlak, ktorý piest vytvára v pokoji v kvapaline.
p (tlak v kvapaline v cN/cm2); F (pôsobiaca sila); A (plocha, na ktorú pôsobí sila) v cm²
Medzi silami piestu a oblasťami piestu platí nasledujúci vzťah:
Sily piestu sa správajú ako plochy piestu alebo štvorce priemeru piestu.
zosilnenie
Archimedova veta: Vztlak je taký veľký ako hmotnosť vytlačenej kvapaliny.
G = m g alebo = ρ V g
ρ = hustota; m = hmotnosť; V = objem; g = faktor umiestnenia (na školách sa zvyčajne uvádza ako 1 cN/g.
Gravitačný tlak
Vzorec pre gravitačný tlak v kvapaline
Vo vode sa zvyšuje gravitačný tlak približne o 1 bar = 100 kPa na 10 m.
Grafické znázornenie tlaku kvapaliny
Fyzika - úlohy
1) Úloha pre výšky stúpania v U-trubici
Aká vysoká je voda v pravej nohe trubice U nad úrovňou ortuti v ľavej nohe,
ak má vodný stĺpec dĺžku h1 = 20 cm?
Riešenie:
Stĺpec vody nad ortuťou na pravej strane U-trubice tlačí hore stĺpca ortuti na ľavej strane.
Hmotnosť vodného stĺpca s výškou h1 musí zodpovedať hmotnosti ortuťového stĺpca s výškou h '.
Všimnite si:
g = faktor umiestnenia (na školách sa zvyčajne uvádza ako 1 cN/g.
Úroveň ľavej ortuti je asi o 1,47 cm vyššia ako hladina pravej ortuti.
Výpočet rozdielu medzi vodnou hladinou a hladinou ortuti:
-> Výsledkom je rozdiel medzi vodnou hladinou a hladinou ortuti o 18,53 cm.
2) Úloha pôsobenia tlaku na piest
Malý piest hydraulického lisu má plochu prierezu 16 cm². Ak na ňu pôsobí sila 1 600 N, veľký piest zažije silu 60 KN. Aký tlak je v kvapaline? Aký je prierez a priemer druhého piestu?
a) Výpočet tlaku v kvapaline
p = 1600 N: 16 cm²
b) Výpočet prierezu a priemeru druhého piestu.
A = 60000N: 100N/cm²
c) Výpočet priemeru piestu
r² = 600: 3,14159265
3) Úloha vypočítať tlak na výstupnom poklopu pod vodou
V roku 1953 sa Prof Piccard ponoril na 3 150 m. S akou silou stlačiť
voda na kruhový poklop. (Priemer 80 cm)
Tlak do hĺbky
Tlak na veko
p = 315 bar = 3150 N/cm²
Prídržná sila na veku
F = 3150 N/cm² x 5024 cm²
F = 15 825 600 N
4. Ukážky úloh na výpočet zdvihu
Telo váži 90 cN na vzduchu a 60 cN vo vode.
Vypočítajte objem tela a jeho hustotu; priestorový faktor g je 1 cN/g
Vypočítajte objem tela a jeho hustotu!
Hmotnosť tela vo vzduchu GK = 90 cN
Hmotnosť tela vo vode = 60 cN
Zjavný úbytok hmotnosti vo vode = 30 cN
Hmotnosť množstva vody vytlačenej podľa Archimedovho zákona = 30 cN
Tlak nahor môžete cítiť aj pri pokuse nafúknuť balón pod vodu.
Výpočet objemu vytlačeného množstva vody = objem tela
VFl = Vk = 30 cm³
Výpočet hmotnosti
Výpočet hustoty tela
ρK = 3 g/cm³
5) Ukážka úlohy na výpočet objemu a hmotnosti tela
Telo vyrobené z hliníka zaznamenáva zjavný úbytok hmotnosti 1 N vo vode.
Vypočítajte objem a hmotnosť tela!
Hustota hliníka = 2,7 g/cm³ Výpočet objemu
V = 100 cN x g x cm³/1 cN x 1 g
Výpočet váhovej sily
G = 2,7 g x 100 cm 3 x 1 cN/cm 3 x g
6) Ďalším príkladom vztlaku
Úloha: Obdĺžnikový trám je dlhý 6 m, široký 40 cm a vysoký 40 cm. Má hustotu 0,46 g/cm³ 1.
Aký hlboký je lúč vo vode? 2. Vo vode sa chce 10 ľudí držať lúča,
aby si sa zachránil pred utopením.
Každý ho zatlačí do vody s 230 N, zatiaľ čo ho drží.
Ide latka dole? Ak nie, aká vysoká trčí z vody?
Výpočet objemu lúča:
Výpočet hmotnosti lúča
Sila vykonávaná ľuďmi:
Dôkaz vztlaku lúča pri plnom zaťažení
Výpočet vytlačeného objemu kvapaliny na základe hmotnosti tyče
Výpočet hĺbky ponorenia bez zaťaženia
Výpočet hĺbky ponorenia lúča pri zaťažení lúčmi a ľuďmi
V = 671600 x cm 3 x g/1 g x 1 cN x 600 cm 3 x 40 cm 3
Výpočet výšky lúča nad vodou
Výška tyče = celková výška - hĺbka ponorenia
Nad vodou = 40cm - 27,98333 cm
Nad vodou = cca 12,02 cm
Výpočet vztlakovej sily lúča po ponorení
VBalk = 960000 cm³ podľa výpočtu
Gwater = 960000 cm³ · 1 g · 1 cN/cm³ · g
Gwater = 960000 cN
Celková sila = 441600 cN + 230000 cN
Celková sila = 671600 cN
Dôkaz plávania = Gwater- GBalk + človek
Doklad o plávaní = 960000 cN - 671600 cN
Doklad o plávaní = 288400 cN
Záver: Lišta stále pláva.
7) Úloha určiť maximálnu saciu výšku
Určte maximálnu saciu výšku vody 50 ° pri tlaku vzduchu 726 Torr
p v N/m² = tlak v Torr · konverzný faktor
p = 726 x 133,3224 N/m²
ahoj pri 50 ° C z vyššie uvedenej tabuľky tlakov pár = 1,25 m
Pretože je potrebné odpočítať tlak pár kvapaliny:
hmax = 8,62 m
Maximálna sacia výška by teda bola 8,62 m.
Skutočná sacia výška by však bola menšia kvôli rôznym faktorom.
Portál udalostí
Anglické čítania
Anglická platforma
Nemecká platforma
Matematická platforma