Pojęcia z hydrostatyki i aerostatyki

1. PARCIE – Siła wywierana przez ciało na powierzchnię w kierunku prostopadłym do tej powierzchni.

2. CIŚNIENIE - Wielkość fizyczna, której miarą jest wartość siły nacisku działającej na jednostkową powierzchnię.
a) WZÓR: (w załączniku)

Znaczenie symboli:
Fparcia – wartość siły nacisku, parcie (1N)
p – ciśnienie płynu
S – pole powierzchni, na którą działa siła nacisku (1 m2)
b) JEDNOSTKA – Jednostką ciśnienia w Układzie SI jest paskal:Pa. (p)= 1 Pa
PASKAL (Pa) – Ciśnienie, jakie siła 1N wywiera na powierzchnię 1m2.

3. PRAWO PASCALA – Ciśnienie w gazach i w cieczach rozchodzi się we wszystkich kierunkach jednakowo.
a) Gdzie wykorzystuje się to prawo? – Prawo Pascala wykorzystuje się w podnośniku hydraulicznym, oponie pneumatycznej i podobnych urządzeniach.

4. CIŚNIENIE HYDROSTATYCZNE I OD CZEGO ZALEŻY – Ciśnienie wywierane przez ciecz pod wpływem jej własnego ciężaru. Ciśnienie hydrostatyczne zależy od wysokości słupa cieczy i gęstości cieczy, co można przedstawić wzorem:
p = p . g . h , gdzie

p – ciśnienie cieczy
p – gęstość cieczy
g – przyspieszenie ziemskie
h – wysokość słupa cieczy

5. CIŚNIENIE ATMOSFERYCZNE I OD CZEGO ZALEŻY – Ciśnienie, jakie wywiera powietrze na Ziemię i wszystkie ciała znajdujące się w atmosferze ziemskiej. Ciśnienie atmosferyczne zależy od wielu czynników, np. od wysokości nad poziomem morza i temperatury powietrza. Zmiany ciśnienia atmosferycznego mają też wpływ na pogodę, np. na ilość opadów. Ciśnienie atmosferyczne zależy również od wysokości słupa powietrza. Im wyżej (nad poziomem morza), tym ciśnienie atmosferyczne jest mniejsze.

6. JAKIE PRZYRZĄDY SŁUŻĄ DO POMIARU POWIETRZA ATMOSFERYCZNEGO
Do pomiaru ciśnienia atmosferycznego służą: MANOMETRY, BAROMETRY, ANEROIDY.

7. CO MOŻNA POWIEDZIEĆ O POWIERZCHNI CIECZY W NACZYNIACH POŁĄCZONYCH? – W naczyniach połączonych napełnionych cieczą jednorodną (tzn. cieczą o takiej samej gęstości w całej objętości), poziom w każdym z ramion jest jednakowy. Gdy w ramionach naczyń znajdują się ciecze o różnych gęstościach, wówczas poziom cieczy nie jest jednakowy. Wyższy jest poziom w ramieniu, w którym znajduje się ciecz o mniejszej gęstości.

8. JAKIE ZASTOSOWANIE W ŻYCIU CODZIENNYM CZŁOWIEKA ZNALAZŁY NACZYNIA POŁĄCZONE? – Zasadę naczyń połączonych wykorzystuje się w wielu urządzeniach. Rurka wodowskazowa umieszczana przy zbiornikach – zazwyczaj nieprzezroczystych, zamkniętych naczyniach – służy do wskazywania poziomu cieczy w zbiorniku. Stosuje się ją np. w kotłach. Wykorzystuje się te zasadę również przy budowie śluz, najczęściej na kanałach łączących zbiorniki o różnym poziomie wody. Otworzenie wrót śluzowych dokonuje się po wyrównaniu poziomu wody w sąsiednich komorach, dzięki czemu mogą przepływać statki, barki, kajaki, itd.

9. OD CZEGO ZALEŻY SIŁA WYPORU I JAKIE SĄ JEJ CECHY? – Każde ciało zanużone w cieczy doznaje działania siły wyporu. Siła ta jest równa co do wartości ciężarowi wypartej przez to ciało cieczy. Siła wyporu ma kierunek pionowy, a zwrot do góry. Na ciała o jednakowej objętości działa taka sama siła wyporu. Siła wyporu nie zależy od kształtu ciała. Jest tym większa, im większa jest objętość zanurzonej części ciała i gęstość cieczy, w której ciało jest zanurzane.

10. PRAWO ARCHIMEDESA DLA CIECZY I GAZÓW
a) dla cieczy:
Na każde ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu skierowana ku górze i równa ciężarowi wypartej cieczy.
b) dla gazów:
Na każde ciało zanurzone w gazie działa siła wyporu skierowana ku górze i równa wartości ciężarowi wypartego gazu.

11. KIEDY CIAŁO PŁYWA, A KIEDY TONIE? – Ciało pływa po powierzchni cieczy częściowo w niej zanurzone, jeżeli jego gęstość jest mniejsza od gęstości cieczy. Ciało tkwi całkowicie zanurzone w cieczy ( nie opadając na dno), gdy jego gęstość jest równa gęstości cieczy, wówczas ciało tonie.

12. JAK PRAKTYCZNIE WYKORZYSTANO PRAWO ARCHIMEDESA?
Większość obiektów swobodnie pływających w wodzie ma ciężar właściwy zbliżony do ciężaru wody. Dzięki temu mogą one łatwo manewrować swoją pływalnością - wynurzać się lub zanurzać głębiej.
- łodzie podwodne – statki te mają możliwość manewrowania siłą wyporu i siłą ciężkości, dzięki czemu są w stanie zanurzać się i wynurzać.
- statki pływające po powierzchni – siła wyporu równoważy siłę ciężkości
- balony, sterowce – manewrując ciężarem (balast) lub wartością siły wyporu (wypuszczanie gazu nośnego, lub zmiana jego ciężaru właściwego za pomocą podgrzewania).