Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


√идростатика и гидродинамика




ќдин из первых законов физики почти две с половиной тыс€чи лет назад был сформулирован јрхимедом1. ќн позволил различать и измер€ть плотность веществ. ”ченые научились измер€ть давление жидкости и воздуха. –еволю-

ционным достижением техники на основе законов гидростатики и гидрои аэродинамики стало создание сначала воздушных шаров, а затем и аэропланов и самолетов, позволив-

 

 

1 јрхимед (287Ц212 гг. до н.э.) Ц древнегреческий математик, физик и инженер. «аложил основы механики, гидростатики, автор р€да изобретений. ¬ области механики разработал принцип рычага и учение о центре т€жести. »зобрел архимедов винт дл€ вычерпывани€ воды, машину дл€ поливки полей (Ђулиткуї), построил планетарий.

шим люд€м осуществить свою давнюю мечту Ц подн€тьс€ над землей. √идростатика легла в основу всех действующих в насто€щее тормозных систем и гидравлических станков. Ќа этих законах действуют и современные нефтеи газопроводы. ¬ основе биофизического моделировани€ сердечно-сосудистой системы лежат законы гидродинамики.

ƒавление Ц это скал€рна€ величина, равна€ отношению силы F, действующей на поверхность другого тела перпендикул€рно ей, к площади поверхности S:

P = F. (1.4.1)

S

ƒавление в системе —» измер€етс€ в единицах 1 Ќ/м2=

= 1 ѕа (паскаль). »з формулы (1.4.1) хорошо видно, почему, прикладыва€ одно и то же усилие к иголке и кнопке, стол легче проткнуть иголкой, чем кнопкой. Ёто св€зано с тем, что во втором случае площадь остри€ кнопки, соприкасающейс€ со столом, будет больше.

ѕредположим, что в сосуд с площадью дна S налита жидкость до высоты h. ѕлотность жидкости равна q. ѕлотность определ€етс€ как масса единицы объема вещества:

r = m, (1.4.2)

V

где m Ц масса вещества, V Ц его объем.

¬ системе единиц —» плотность измер€етс€ в единицах кг/м3:

1 кг/м3= 1000 г / (100)3 см3 = 0.001 г/см3. (1.4.3)

ќбъем жидкости равен Sh, поэтому масса жидкости m = Shq. —ила F давлени€ жидкости на дно сосуда Ц это вес жидкости. “ак как жидкость неподвижна, ее вес равен силе т€жести:

F = m g = ρSh g.

–азделив силу F на площадь S, получим давление жидкости:

P = qgh. (1.4.4)

Ёто и есть формула гидростатического давлени€. “ак, на глубине 10 м вода оказывает давление

P = 1000 г/см3Ј 10 м Ј 9.8 м/с2= 98 000ѕа, примерно равное атмосферному, которое нельз€ рассчитать по полученной формуле.

»змерение давлени€. »змерить атмосферное давление впервые удалось италь€нскому ученому “орричелли. ќпыт “орричелли (рис.1.8) состоит в следующем: стекл€нную трубку длиной около 1 м, запа€нную с одного конца, наполн€ют ртутью. «атем, плотно закрыв другой конец трубки, ее переворачивают, опускают в чашку с ртутью и под ртутью открывают конец трубки. „асть ртути при этом выливаетс€ в чашку, друга€ часть остаетс€ в трубке. ¬ысота столба ртути, оставшейс€ в трубке, равна примерно 760 мм. Ќад ртутью в трубке воздуха нет Ц там безвоздушное пространство. јтмосфера давит на поверхность ртути в чашке. –туть находитьс€ в равновесии, когда давление столба ртути равно атмосферному. ≈сли бы оно было больше атмосферного, ртуть выливалась бы из трубки в чашку, а если меньше, Ц поднималась бы в трубке вверх.

–ис.1.8. ќпыт “орричелли

Ѕарометрическа€ формула.  ак оказалось, давление воздуха с высотой быстро уменьшаетс€. »звестно, что в горах на высоте нескольких километров труднее дышать. ј в самолете, который летит на высоте 10 км, без специального обеспечени€ человек вообще не может дышать, хот€ атмосфера «емли простираетс€ на рассто€ние 1000 км.

 

 

”меньшение давлени€ с ростом высоты описываетс€ барометрической формулой

P = P 0 e

- r 0 g h P 0

 

, (1.4.5)

где Pρ 0 Ц соответственно атмосферное давление и плотность воздуха на уровне мор€ (h = 0).

 ак видно из формулы, давление воздуха и его плотность уменьшаютс€ по экспоненте. ”читыва€, что плотность воздуха составл€ет вблизи уровн€ мор€ c 0 = 1.29 кг/м3, получаем уменьшение атмосферного давлени€ в е раз на высоте примерно 7700 м. ѕлотность воздуха пропорциональна давлению и поэтому тоже уменьшитс€ в е раз.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-02-12; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1979 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

¬аше врем€ ограничено, не тратьте его, жив€ чужой жизнью © —тив ƒжобс
==> читать все изречени€...

1307 - | 1285 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.009 с.