ჰიდრო და აეროსტატიკა

ჰიდრო და აეროსტატიკა

ჰიდრო და აეროსტატიკა

ძალის მოქმდების შედეგი დამოკიდებულია არა მარტო ძალის სიდიდეზე, მიმართულებასა და მოდების წერტილზე, არამედ იმ ზედაპირის ფართობზეც, რომელზეც ეს ძალა მოქმედებს. რაც ნაკლებია შეხების ზედაპირის ფართობი, მით მეტია ამ ფართობზე ძალის მოქმედების შედეგი. ზედაპირზე ძალის მოქმედების შედეგი არის წნევა.

წნევა არის სიდიდე, რომელიც ტოლია ზედაპირის მართობულად მოქმედი ძალის შეფარდებისა ზედაპირის ფართობთან:
ჰიდრო და აეროსტატიკა

სადაც P წნევაა, S – ფართობი, F კი – ზედაპირის მართობულად მოქმედი ძალის მოდული.ჰიდრო და აეროსტატიკაSI სისტემაში ძალის ერთეულია 1ნ, ფართობის – 1მ², ამიტომ წნევის ერთეული იქნება 1ნ/მ². ამ ერთეულს ეწოდება პასკალი (პა) ფრანგი მეცნიერის ბლეზ პასკალის პატივსაცემად.
ჰიდრო და აეროსტატიკა1 პა არის წნევა, რომელიც აწარმოებს ზედაპირის მართობული 1ნ ძალა 1მ² ფართობზე.

მყარი სხეული მასზე წარმოებულ წნევას გადასცემს ძალის მოქმედების მიმართულებით, სითხე და აირი კი – ყველა მიმართულებით (ბლეზ პასკალის კანონი).

ზიარი ჭურჭელი:

ზიარი ჭურჭელი არის საერთო მილით შეერთებული ჭურჭლები.

ჰიდრო და აეროსტატიკა

ჰიდრო და აერო სტატიკა . ზიარი ჭურჭელის კანონი უდევს საფუძვლად შადრევნების მოქმედებას.

“ზიარ ჭურჭელში ერთგვაროვანი სითხის ზედაპირი ერთ დონეზე დგება.” – ეს არის ზიარი ჭურჭელის კანონი ერთგვაროვანი სითხისთვის.

ჭურჭლის ფსკერზე სითხის წნევა დამოკიდებულია სითხის სვეტის სიმაღლეზე. რადგან ზიარჭურჭელში ერთგვაროვანი სითხე ერთ დონეზე დგება, ამიტომ, ცხადია, ზიარჭურჭლის ფსკერზე ერთნაირი იქნება სითხის წნევაც.

“ზიარ ჭურჭელში ერთგვაროვანი სითხის ზედაპირი ერთ დონეზე დგება.
არაერთგვაროვანი შეურეველი სითხეები გამყოფი დონიდან მათი სიმკვრივეების უკუპროპორციულ სიმაღლეებზე დგება.”

 

ატმოსფერული წნევა:

ჰაერის გარსს, რომელიც ირგვლივ აკრავს დედამიწას და მასთან ერთად ბრუნავს, ატმოსფერო ეწოდება.
ის შედგება აზოტის, ჟანგბადისა და აირებისგან, რომელიც აუცილებელია ცოცხალი ორგანიზმებისათვის.

დედამიწა რომ არ იზიდავდეს ჰაერს, მაშინ ჰაერი უსაზღვროდ გაფართოვდებოდა და ბოლოს და ბოლოს გაიფანტებოდა დედამიწის ირგვლივ კოსმოსურ სივრცეში.
ატმოსფეროს მკვეთრი საზღვარი არ გააჩნია, ზედა ფენებში მისი სიმკვრივე მცირდება – ყოველ 5-6 კმ-ზე დაახლოებით 2-ჯერ. ატმოსფეროს მასის 80% თავმოყრილია დედამიწიდან დაახლოებით 15 კმ-ის სიმაღლემდე.
დადგენილია, რომ ზღვის დონეზე, 0ºC ტემპერატურაზე  1მ³ ჰაერის მასა დაახლოებით 1,29 კგ-ია.
ამ მასის ჰაერის წონა P=mg=9,8ნ/კგ x 1,29კგ≈12 ნ.

თავისი წონის გამო, ჰაერის ზედა ფენები აწვება ქვედა ფენებს და კუმშავს მათ. დედამიწის ზედაპირის 1მ² ფართობზე მოქმედებს დაახლოებით 100 000ნ წონის ჰაერი. ჰაერის ფენა, რომელიც უშუალოდ ეკვრის დედამიწას, შეკუმშულია ყველა ზედა ფენის სიმძიმით. ეს წნევა, პასკალის კანონის თანახმად, გადაეცემა ყველა მიმართულებით. ამის შედეგად დედამიწის ზედაპირი და მასზე მყოფი სხეულები განიცდიან ჰაერის მთელი სისქის წნევას – ატმოსფერულ წნევას.

ატმოსფერული წნევის გამო ჩვენი სხეულის ყოველ კვადრატულ სანტიმეტრზე მოქმედებს 10ნ ძალა.

ატმოსფერული წნევის არსებობა პირველმა დაასაბუთა იტალიელმა მეცნიერმა ევანჯელისტა ტორიჩელიმ 1643 წელს.
მან დაადგინა, რომ ჭურჭელში მოთავსებული ვერცხლისწყლის ზედაპირზე ატმოსფერო ახდენს წნევას. ეს წნევა ყველა მიმართულებით, და მაშასადამე, მილის შიგნითაც გადაეცემა და აწონასწორებს მილში ვერცხლისწყლის წნევას. ამგვარად, ატმოსფერული წნევა ტოლია მილში ვერცხლისწყლის სვეტის წნევისა: ჰიდრო და აეროსტატიკა

ატმოსფერულ წნევას, რომელიც ტოლია 760მმ ვერტიკალური ვერცხლისწყლის სვეტის წნევისა 0ºC-ზე, ნორმალური ატმოსფერული წნევა (1ატმ) ეწოდება.
წნევა SI სისტემაში გამოისახება: P=ρgh

ჰიდრო და აეროსტატიკაამიტომ
ჰიდრო და აეროსტატიკა

წნევის ერთეულად მიღებულია აგრეთვე 1 მილიმეტრი ვერცხლისწყლის სვეტის წნევა (1მმ ვწყxსვ). ეს არის წნევა, რომელსაც აწარმოებს 1მმ სიმაღლის ვერტიკალური ვერცხლისწყლის სვეტი 0ºC ტემპერატურაზე:ჰიდრო და აეროსტატიკა

დედამიწის ზედაპირიდან სიმაღლის ზრდის მიხედვით ატმოსფერული წნევა მცირდება – ყოველ 12მ-ზე ვერცხლისწყლის სვეტის 1მმ-ით.
დაკვირვების შედეგად ტორიჩელიმ დაადგინა, რომ მილში ვერცხლისწყლის სვეტის სიმაღლე იცვლება. ეს ნიშნავს, რომ ატმოსფერული წნევა მუდმივი არ არის.

ჰიდრო და აეროსტატიკა

ჰიდრო და აეროსტატიკა

არქიმედეს კანონი:

განვიხილოთ პარალელოპიპედის ფორმის სხეული, რომელიც ჩაძირულია ρ სიმკვრივის სითხეში. დავუშვათ, პარალელოპიპედის ფუძეები სითხის ზედაპირის პარალელურია. სითხე იმოქმედებს სხეულზე ამომგდები ძალით, რომლის სიდიდე ტოლია სხეულის ქვედა და ზედა ფუძეზე მოქმედიჰიდრო და აეროსტატიკაწნევის ძალების სხვაობისა:ჰიდრო და აეროსტატიკა

პარალელოპიპედის ფუძეების ფართობები აღვნიშნოთ S-ით, მაშინ
ჰიდრო და აეროსტატიკადა
ჰიდრო და აეროსტატიკასადაცჰიდრო და აეროსტატიკა წარმოადგენს ρ სიმკვრივის სითხის წნევას სხეულის ზედა და ქვედა ფუძეზე.
ამ ტოლობების შედარებით მივიღებთ:
ჰიდრო და აეროსტატიკაh პარალელოპიპედის სიმაღლეა, V=Sh – პარალელოპიპედის მოცულობა, ამიტომ არქიმედეს ძალის გამოსათვლელი ფორმულა მიიღებს სახეს:
ჰიდრო და აეროსტატიკაან
ჰიდრო და აეროსტატიკა

mg არის პარალელოპიპედის მოცულობის მქონე სითხის წონა.
მიღებული ფორმულები მართობულია აირებისთვისაც.

სითხეში ან აირში ჩაძირულ სხეულზე მოქმედებს ვერტიკალურად ზევით მიმართული ამომგდები ძალა, რომლის სიდიდე ტოლია სხეულის მოცულობის მქონე სითხის ან აირის წონისა.

თუ სხეულის ნაწილია სითხეში ან აირში, მაშინ ამომგდები ძალა მოქმედებს მხოლოდ სხეულის ჩაძირულ ნაწილზე.
არქიმედეს ძალა დამოკიდებულია მხოლოდ სითხეში ან აირში ჩაძირული სხეულის ნაწილის მოცულობასა და სითხის ან აირის სიმკვრივეზე.

ცურვის პირობები:

სითხეში სხეულზე მოქმედებს სიმძიმისა და არქიმედეს ძალები. ამ ძალების ერთდროული მოქმედებით სითხეში სხეული ტივტივებს, ცურავს ან იძირება.
თუ არქიმედეს ძალა მეტია სიმძიმის ძალაზე,
ჰიდრო და აეროსტატიკამაშინ სხეული იმოძრავებს სითხის ზედაპირისკენ და დაიწყებს ტივტივს.
თუ არქიმედეს ძალა ნაკლებია სიმძიმის ძალაზე,
ჰიდრო და აეროსტატიკასხეული იმოძრავებს ფსკერისკენ – სხეული იძირება.
თუ არქიმედეს ძალა ტოლია სიმძიმის ძალისა,
ჰიდრო და აეროსტატიკასხეული სითხის ნებისმიერ ადგილას წონასწორობაშია – იგი ცურავს.
ეს ფორმულა წარმოადგენს ცურვის პირობას.

ცურვის პირობიდან გამომდინარე, ძნელი არ არის იმის დამტკიცება, რომ, თუ სხეული ცურავს სითხეში, მაშინ სხეულის მიერ გამოდევნილი სითხის წონა ტოლია ამ სხეულის წონისა ჰაერში.

გამოყენებული ლიტერატურა:
“ფიზიკა – 8”. ბასიაშვილი ეთერ. ( ჰიდრო და აეროსტატიკა )

თქვენი online რეპეტიტორი

[adblockingdetector id="59e92bb7c3879"]