Podstawowe pojęcia hydrostatyki
Hydrostatyka to dział fizyki zajmujący się badaniem cieczy w stanie spoczynku. Na tej stronie przedstawiono najważniejsze wzory i definicje związane z ciśnieniem i siłami działającymi w cieczach.
Definicja: Ciśnienie to stosunek siły nacisku do powierzchni, na którą ta siła działa.
Wzór na ciśnienie:
P = F_N / S
gdzie:
P - ciśnienie Pa
F_N - siła nacisku N
S - powierzchnia m2
Highlight: Jednostką ciśnienia w układzie SI jest paskal Pa.
Ciśnienie hydrostatyczne zależy od głębokości, gęstości cieczy i przyspieszenia ziemskiego. Wzór na ciśnienie hydrostatyczne:
P = d * g * h
gdzie:
d - gęstość cieczy kg/m3
g - przyspieszenie ziemskie m/s2
h - głębokość m
Vocabulary: Siła parcia to siła, z jaką ciecz działa na zanurzone w niej ciało.
Wzór na siłę parcia:
F_p = P * S
gdzie:
F_p - siła parcia N
P - ciśnienie Pa
S - powierzchnia m2
Example: Obliczanie siły wyporu dla ciała zanurzonego w cieczy:
F_w = d * g * V
gdzie:
F_w - siła wyporu N
d - gęstość cieczy kg/m3
g - przyspieszenie ziemskie m/s2
V - objętość zanurzonej części ciała m3
Strona zawiera również przypomnienie wzoru na objętość:
V = S * h
gdzie:
V - objętość m3
S - pole podstawy m2
h - wysokość m
Na końcu strony przedstawiono warunki pływania ciał, porównując siłę wyporu Fw z ciężarem ciała Fc:
- F_w > F_c - ciało pływa na powierzchni
- F_w = F_c - ciało pływa w cieczy
- F_w < F_c - ciało tonie
Highlight: Porównanie gęstości ciała d i gęstości cieczy dc pozwala określić, czy ciało będzie pływać, czy tonąć:
- d_c > d - ciało pływa na powierzchni
- d_c = d - ciało pływa w cieczy
- d_c < d - ciało tonie
Znajomość tych wzorów i zależności jest kluczowa dla zrozumienia prawa Archimedesa i rozwiązywania zadań z hydrostatyki w klasie 7 i na wyższych poziomach edukacji.