Tlakový vzorec ve fyzice
Tlak je fyzikální veličina charakterizující stav spojitého média. Je rovna limitě poměru normálové složky síly, která působí na úsek povrchu tělesa o ploše $Delta S$ k velikosti dané plochy na $Delta S šipka vpravo 0$ . Tlak je označen písmenem p. Potom bude matematickým zápisem pro určení tlaku vzorec:
Výraz (1) určuje tlak v bodě.
Průměrný tlak
Průměrný tlak na povrch se nazývá hodnota:
kde Fn je normálová složka síly, která působí na uvažovaný povrch, S je plocha tohoto povrchu.
Ideální tlak plynu
Tlak ideálního plynu se vypočítá pomocí základní rovnice molekulární kinetické teorie:
kde $n=frac$ je koncentrace molekul plynu (N je počet částic), k=1,38•10 -23 J/K je Boltzmannova konstanta, T je absolutní teplota plynu.
Hydrostatický tlak
Hydrostatický tlak je tlak uvnitř sloupce kapaliny nebo plynu, který se nachází podle vzorce:
kde $rho$ je hustota látky, g=9,8 m/s 2 je zrychlení volného pádu, h je výška sloupce látky. p – vnější tlak na plyn nebo kapalinu.
Zakřivení povrchové vrstvy kapaliny vede ke vzniku dodatečného tlaku na kapalinu, pak je tlak pod zakřivenou kapalinou definován jako:
kde $mathrm_^$ je povrchové napětí kapaliny, str * – tlak pod nezakřivenou vrstvou kapaliny, H – průměrné zakřivení povrchu kapaliny, vypočtené podle Laplaceova zákona:
R1, R2 – hlavní poloměry zakřivení.
Tlakové jednotky
Základní jednotka tlaku v soustavě SI je: [p]=Pa (pascal)
Mimosystémové jednotky tlaku: [p]=mm Hg (milimetr rtuti), mm Hg (mm vody), atmosféra, bar.
Pa = N/m2 a 1 bar = 10 Pa.
Technická atmosféra ~1 bar. Fyzikální atmosféra 1,01 bar=760 mm Hg.. 1 mm Hg=133 Pa.
Příklady řešení problémů
Cvičení. Jaký je tlak v moři v hloubce h=8,5 m, je-li atmosférický tlak p=10 5 Pa, hustota mořské vody je $rho$=1,03•10 3 kg/m 3
Řešení. Základem řešení problému je výraz:
Všechna data v problému jsou uvedena v soustavě SI, takže lze provádět výpočty:
$p=10^+1,03 cdot 10^ cdot 9,8 cdot 8,5=1,88 cdot 10^$ (Pa).
Odpovědět. $p=1,88 cdot 10^$ (Pa)
výstraha: file_put_contents(./students_count.txt): nepodařilo se otevřít stream: Povolení odepřeno v /var/www/webmath-q2ws/data/www/webmath.ru/poleznoe/guide_content_banner.php on-line 20
ověření autoři jsou připraveni pomoci při psaní práce jakékoli složitosti
Pomohli jsme již 4 462 žákům a studentům úspěšně zvládnout úkoly od řešení problémů až po diplomové práce! Zjistěte cenu své práce za 15 minut!
Cvičení. Jaký je tlak paprsku na nehybnou rovinu, pokud na něj proud vody narazí pod úhlem $alfa$ k normále roviny a pružně se od ní odrazí, aniž by změnil rychlost? Rychlost trysky v.
Řešení. Udělejme nákres.
Během doby $Delta t$ narazí na stěnu množství vody o velikosti:
$$m=l S rho=v Delta t S rho$$
kde S je průřez paprsku, $rho$ je hustota vody. V souladu se zákonem zachování hybnosti máme:
$$F Delta t=m Delta v šipka vpravo F=frac(2.2)$$
kde F je síla, kterou voda působí na stěnu.
Vezměme vnější normálu k podpěře jako kladný směr a vezmeme-li v úvahu, že proud se odráží od stěny bez ztráty rychlosti, získáme:
$$Delta v=v_ cos alpha-left(-v_ cos alpharight)=v_ cos alpha+v_ cos alpha=2 v cos alpha(2.3)$$
Dosadíme $Delta v$ z (2.3) do výrazu (2.2), vezmeme v úvahu výraz (2.1), který máme:
V tomto případě bude požadovaný tlak paprsku na stěnu roven:
Odpovědět. $p=2 rho v^$