Sprawdzian Fizyka Ciśnienie I Siła Wyporu
Ciśnienie to siła działająca na daną powierzchnię. Mówiąc prościej, to ile siły naciska na coś w danym miejscu. Wyrażamy je wzorem: ciśnienie = siła / powierzchnia (p = F/A).
Jak to działa?
Wyobraź sobie, że masz książkę. Jeśli położysz ją płasko na stole, naciska na stół z pewną siłą (ciężarem). Ta siła rozkłada się na całą powierzchnię książki, która dotyka stołu. Jeśli postawisz książkę na krawędzi, ta sama siła (ciężar) będzie działać na dużo mniejszą powierzchnię. Wtedy ciśnienie na stół będzie dużo większe. Dlatego łatwiej wbić szpilkę w ścianę, niż próbować wbić ją płasko.
Jednostką ciśnienia w układzie SI jest Paskal (Pa). 1 Pa to 1 N/m2 (jeden Newton na metr kwadratowy).
Must Read
Ciśnienie w cieczach i gazach
Ciecze i gazy również wywierają ciśnienie. W cieczach, ciśnienie rośnie wraz z głębokością. Im głębiej zanurkujesz w basenie, tym bardziej czujesz nacisk na uszy. Dzieje się tak, ponieważ woda znajdująca się nad tobą naciska na ciebie. To ciśnienie nazywamy ciśnieniem hydrostatycznym. Wzór na ciśnienie hydrostatyczne to: p = ρgh, gdzie ρ to gęstość cieczy, g to przyspieszenie ziemskie, a h to głębokość.
W gazach, cząsteczki poruszają się bardzo szybko i zderzają się ze sobą oraz ze ściankami naczynia, w którym się znajdują. Te zderzenia powodują ciśnienie gazu. Ciśnienie atmosferyczne to ciśnienie wywierane przez powietrze na wszystko na Ziemi.
Siła wyporu
Siła wyporu to siła, która działa na ciało zanurzone w cieczy lub gazie, skierowana do góry. To ona powoduje, że niektóre przedmioty pływają, a inne toną. Odkrył ją Archimedes.
Jak to działa?
Wyobraź sobie piłkę zanurzoną w wodzie. Ciśnienie wody na dolną część piłki jest większe niż ciśnienie na górną część piłki (bo dolna część jest głębiej). Ta różnica ciśnień powoduje siłę wyporu, która pcha piłkę do góry.
Prawo Archimedesa mówi, że wartość siły wyporu jest równa ciężarowi cieczy lub gazu wypartego przez ciało. Czyli, jeśli piłka wyprze litr wody, to siła wyporu będzie równa ciężarowi tego litra wody. Jeśli siła wyporu jest większa niż ciężar ciała, ciało będzie pływać. Jeśli siła wyporu jest mniejsza niż ciężar ciała, ciało zatonie.
Na przykład: kawałek drewna pływa, ponieważ siła wyporu działająca na drewno jest równa ciężarowi wypartej wody i większa niż ciężar drewna. Kamień tonie, ponieważ ciężar kamienia jest większy niż siła wyporu działająca na niego.
Zrozumienie pojęć ciśnienia i siły wyporu jest kluczowe do zrozumienia wielu zjawisk fizycznych, od pływania statków po działanie balonów.
