Lub siab ntawm cov kua hauv qab thiab phab ntsa ntawm lub nkoj. Hydrostatic siab formula

2024 Tus sau: Angel Austin | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-02 17:48

Vim lub zog ntawm lub ntiajteb txawj nqus ua rau cov kua, cov khoom ua kua muaj qhov hnyav. Qhov hnyav yog lub zog uas nws nias rau ntawm kev txhawb nqa, uas yog, nyob rau hauv qab ntawm lub nkoj uas nws yog poured. Pascal txoj cai hais tias: lub siab ntawm cov kua yog kis mus rau txhua qhov chaw hauv nws, tsis hloov nws lub zog. Yuav ua li cas xam lub siab ntawm cov kua hauv qab thiab phab ntsa ntawm lub nkoj? Peb yuav nkag siab zaj lus uas siv cov piv txwv.

Experience

Cia li xav tias peb muaj ib lub cylindrical uas muaj kua. Peb qhia txog qhov siab ntawm cov kua txheej h, thaj tsam hauv qab ntawm lub nkoj - S, thiab qhov ntom ntawm cov kua - ρ. Lub siab xav tau yog P. Nws yog xam los ntawm kev faib lub zog ua haujlwm ntawm lub kaum sab xis ntawm 90 ° rau saum npoo los ntawm thaj tsam ntawm qhov chaw no. Hauv peb cov ntaub ntawv, qhov saum npoo yog hauv qab ntawm lub thawv. P=F/S.

Lub zog ntawm cov kua siab nyob hauv qab ntawm lub nkoj yog qhov hnyav. Nws yog sib npaug rau lub zog ntawm lub siab. Peb cov kua dej nyob ruaj ruaj, yog li qhov hnyav sib npaug ntawm lub ntiajteb txawj nqus(F_strand) ua rau cov kua, thiab li no lub zog siab (F=F_strength). F_{hnyav pom muaj raws li hauv qab no: muab cov kua ntau ntau (m) los ntawm kev nrawm ntawm lub caij nplooj zeeg dawb (g). Qhov loj tuaj yeem pom yog tias nws paub tias qhov ntom ntawm cov kua yog dab tsi thiab nws qhov ntim hauv lub nkoj yog dab tsi. m=ρ × V. Lub nkoj muaj cov duab cylindrical, yog li peb yuav pom nws qhov ntim los ntawm kev sib npaug ntawm thaj tsam ntawm lub tog raj kheej los ntawm qhov siab ntawm cov kua txheej (V=S × h).}

Xam cov kua siab nyob hauv qab ntawm lub nkoj

Ntawm no yog qhov peb suav tau: V=S × h; m=ρ × V; F=m x g. Cia peb hloov lawv mus rau hauv thawj cov qauv thiab tau txais cov lus qhia hauv qab no: P=ρ × S × h × g / S. Cia peb txo thaj tsam S hauv tus lej thiab tus lej. Nws yuav ploj ntawm cov mis, uas txhais tau hais tias lub siab ntawm lub hauv qab tsis nyob ntawm qhov chaw ntawm lub nkoj. Tsis tas li ntawd, nws tsis nyob ntawm qhov zoo ntawm lub thawv.

Lub siab uas cov kua tsim rau hauv qab ntawm lub nkoj yog hu ua hydrostatic siab. "Hydro" yog "dej" thiab zoo li qub vim tias cov kua dej tseem nyob. Siv cov mis uas tau txais tom qab txhua qhov kev hloov pauv (P=ρ × h × g), txiav txim siab lub siab ntawm cov kua hauv qab ntawm lub nkoj. Nws tuaj yeem pom los ntawm kev qhia tias cov kua dej denser, qhov ntau dua nws lub siab nyob rau hauv qab ntawm lub nkoj. Cia peb tsom xam kom paub meej tias tus nqi h.

xovxwm hauv kem ua kua

Cia peb hais tias peb tau nce hauv qab ntawm lub nkoj los ntawm ib qho nyiaj, ntxiv qhov chaw ntxiv rau cov kua. Yog tias peb muab cov ntses tso rau hauv ib lub thawv, puas yuav lub siab rau nws zoo ib yam hauv lub nkoj los ntawm qhov kev sim dhau los thiab hauv qhov thib ob, qhov loj dua? Yuav lub siab hloov ntawm dab tsi tseem nyob hauv qab ntsespuas muaj dej? Tsis yog, vim tias muaj qee cov txheej txheem ntawm cov kua rau saum, lub ntiajteb txawj nqus ua rau nws, uas txhais tau hais tias dej muaj qhov hnyav. Dab tsi hauv qab no tsis cuam tshuam. Yog li ntawd, peb tuaj yeem pom lub siab nyob rau hauv lub thickness ntawm cov kua, thiab h yog qhov tob. Nws tsis yog qhov kev ncua deb mus rau hauv qab, hauv qab tuaj yeem qis dua.

Cia peb xav tias peb tig ntses 90 °, tawm hauv tib qhov tob. Qhov no puas yuav hloov lub siab rau nws? Tsis yog, vim hais tias ntawm qhov tob nws yog tib yam nyob rau hauv tag nrho cov lus qhia. Yog tias peb nqa cov ntses los ze rau ntawm phab ntsa ntawm lub nkoj, puas yuav hloov siab yog tias nws nyob ntawm qhov tob? Tsis muaj. Nyob rau hauv txhua rooj plaub, lub siab ntawm qhov tob h yuav suav nrog siv tib lub mis. Qhov no txhais tau hais tias cov qauv no tso cai rau peb pom lub siab ntawm cov kua hauv qab thiab phab ntsa ntawm lub nkoj ntawm qhov tob h, piv txwv li, hauv cov kua tuab. Qhov tob, qhov loj dua.

Siab hauv lub nkoj inclined

xav xav tias peb muaj ib lub raj ntev li 1 m. Peb hliv cov kua rau hauv nws kom nws puv tag. Cia peb coj tib lub raj, ntim rau lub brim, thiab muab tso rau ntawm lub kaum sab xis. Cov hlab ntsha zoo ib yam thiab muaj cov kua dej tib yam. Yog li ntawd, qhov loj thiab qhov hnyav ntawm cov kua hauv ob leeg thawj thiab thib ob yog sib npaug. Lub siab puas yuav zoo ib yam ntawm cov ntsiab lus nyob hauv qab ntawm cov ntim khoom no? Thaum xub thawj siab ib muag, nws zoo nkaus li tias lub siab P₁ yog sib npaug rau P_{2, txij li cov dej loj yog tib yam. Wb xav tias qhov no yog qhov teeb meem thiab cia peb ua ib qho kev sim los xyuas nws.}

Txuas qhov qis ntawm cov raj no nrog lub raj me me. Yog ibpeb qhov kev xav tias P₁ =P_{2 yog qhov tseeb, cov kua yuav ntws mus rau qhov twg? Tsis yog, vim hais tias nws cov khoom yuav cuam tshuam los ntawm cov quab yuam nyob rau hauv qhov kev taw qhia, uas yuav them rau ib leeg.}

Cia peb txuas ib lub funnel rau saum lub raj xaub. Thiab ntawm txoj kab ntsug peb ua ib lub qhov, ntxig ib lub raj rau hauv nws, uas khoov mus. Lub siab nyob rau theem ntawm lub qhov yog siab dua nyob rau sab saum toj. Qhov no txhais tau hais tias cov kua yuav ntws los ntawm ib lub raj nyias thiab sau lub funnel. Qhov loj ntawm cov kua nyob rau hauv lub inclined raj yuav nce, cov kua yuav ntws los ntawm sab laug raj mus rau sab xis, ces nws yuav sawv thiab circulate nyob rau hauv ib lub voj voog.

Thiab tam sim no peb yuav nruab lub turbine hla lub funnel, uas peb yuav txuas rau lub tshuab hluav taws xob. Tom qab ntawd qhov system no yuav tsim hluav taws xob ntawm nws tus kheej, tsis muaj kev cuam tshuam. Nws yuav ua haujlwm tsis nres. Nws yuav zoo li qhov no yog "perpetual motion machine". Txawm li cas los xij, thaum ntxov li xyoo 19th, Fabkis Academy ntawm Sciences tsis kam lees txais ib qho haujlwm li no. Txoj cai lij choj ntawm kev txuag hluav taws xob hais tias nws tsis yooj yim sua kom tsim tau ib lub tshuab "perpetual motion". Yog li peb qhov kev xav tias P₁ =P₂ tsis yog. Tiag tiag P₁< P_{2. Yog li, yuav ua li cas los xam lub siab ntawm cov kua hauv qab thiab phab ntsa ntawm lub nkoj hauv lub raj uas nyob ntawm lub kaum sab xis?}

Qhov siab ntawm cov kab dej thiab lub siab

Yuav kom paub, cia peb ua qhov kev sim xav hauv qab no. Nqa ib lub nkoj uas muaj kua. Peb muab ob lub raj tso rau hauv nws los ntawmhlau mesh. Peb yuav muab ib qho vertically, thiab lwm yam - obliquely, kom nws qis kawg yuav nyob rau tib qhov tob li hauv qab ntawm thawj lub raj. Txij li thaum cov ntim khoom nyob rau tib qhov tob h, lub siab ntawm cov kua hauv qab thiab phab ntsa ntawm lub nkoj yuav zoo ib yam.

Tam sim no kaw tag nrho cov qhov hauv cov raj. Vim qhov tseeb tias lawv tau dhau los ua lub zog, puas yuav lub siab nyob hauv lawv qhov chaw qis dua? Tsis muaj. Txawm hais tias lub siab yog tib yam, thiab cov hlab ntsha sib npaug ntawm qhov loj, qhov loj ntawm cov kua hauv lub raj ntsug yog tsawg dua. Qhov tob ntawm qhov hauv qab ntawm lub raj yog hu ua qhov siab ntawm cov kua kem. Cia peb muab lub ntsiab lus rau lub tswv yim no: nws yog qhov kev ncua deb ntsuas vertically ntawm qhov chaw dawb mus rau ib qho taw tes hauv cov kua. Hauv peb qhov piv txwv, qhov siab ntawm cov kua kem yog tib yam, yog li lub siab yog tib yam. Hauv kev sim yav dhau los, qhov siab ntawm cov kua kem nyob rau hauv txoj cai raj yog ntau dua nyob rau sab laug. Yog li ntawd, lub siab P₁ tsawg dua P_2.