Fizyka Sprawdzian Klasa 7 Hydrostatyka I Aerostatyka

Hydrostatyka i aerostatyka to działy fizyki, które zajmują się badaniem własności płynów (cieczy i gazów) w stanie spoczynku. Czyli, co się dzieje, kiedy płyny się nie poruszają.

Co to jest ciśnienie?

Kluczowe pojęcie to ciśnienie. Wyobraź sobie balon. Powietrze w środku naciska na ścianki balona. To jest właśnie ciśnienie. Dokładniej, ciśnienie to siła działająca na jednostkę powierzchni. Wzór na ciśnienie to: ciśnienie = siła / powierzchnia. Jednostką ciśnienia jest Pascal (Pa).

Na przykład, jeśli stoisz na śniegu w butach, zapadasz się bardziej niż gdybyś stał na nartach. Dlaczego? Bo narty mają większą powierzchnię. Ciężar Twojego ciała (siła) rozkłada się na większej powierzchni, więc ciśnienie jest mniejsze.

Ciśnienie hydrostatyczne

Ciśnienie hydrostatyczne to ciśnienie wywierane przez ciecz na zanurzone w niej ciała oraz na dno i ścianki naczynia. Zależy ono od głębokości i gęstości cieczy. Im głębiej się zanurzysz w wodzie, tym większe ciśnienie odczuwasz. Im gęstsza ciecz, tym większe ciśnienie. Na przykład, ciśnienie na dnie basenu jest większe niż na powierzchni.

Wzór na ciśnienie hydrostatyczne: p = ρ * g * h, gdzie: p - ciśnienie, ρ - gęstość cieczy, g - przyspieszenie ziemskie, h - głębokość.

Ciśnienie atmosferyczne

Żyjemy na dnie oceanu powietrza, czyli atmosfery. Powietrze też ma wagę i wywiera na nas ciśnienie. To jest ciśnienie atmosferyczne. Najprościej mówiąc to siła, z jaką powietrze naciska na powierzchnię Ziemi. Normalne ciśnienie atmosferyczne wynosi około 1013 hPa (hektopaskali).

Ciśnienie atmosferyczne zmienia się z wysokością. Im wyżej w górach, tym ciśnienie jest niższe. Dlatego w górach czasem boli nas głowa - bo jest mniej tlenu w powietrzu.

Prawo Pascala

Prawo Pascala mówi, że zmiana ciśnienia w zamkniętej cieczy rozchodzi się jednakowo we wszystkich kierunkach. Wyobraź sobie strzykawkę. Jeśli naciśniesz tłok, ciśnienie wzrośnie w całej strzykawce. To samo dzieje się w układach hamulcowych w samochodach. Naciskasz na pedał hamulca, a ciśnienie w płynie hamulcowym przenosi się na hamulce przy kołach, powodując zatrzymanie.

Prawo Archimedesa

Prawo Archimedesa mówi, że na każde ciało zanurzone w cieczy lub gazie działa siła wyporu. Ta siła jest równa ciężarowi wypartej cieczy lub gazu. Dlatego przedmioty lżeją pod wodą, a balony unoszą się w powietrzu. Jeśli ciężar ciała jest mniejszy niż siła wyporu, ciało pływa. Jeśli ciężar ciała jest większy niż siła wyporu, ciało tonie.

Na przykład, statek pływa, ponieważ jego kształt sprawia, że wypiera on dużą ilość wody. Ciężar tej wypartej wody jest równy ciężarowi statku, więc statek unosi się na powierzchni.