Φάσεις της ύλης. Τρεις συνήθεις φάσης της ύλης είναι: αέριο. τήξη. πήξη υγρή. στερεό. Συγκεκριµένο σχήµα και µέγεθος (κρυσταλικά / άµορφα

Σχετικά έγγραφα
Δυναμική των ρευστών Στοιχεία θεωρίας

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο ΡΕΥΣΤΑ ΣΕ ΚΙΝΗΣΗ

ΡΕΥΣΤΑ. Φυσική Θετικού Προσανατολισμου Γ' Λυκείου

ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Ρευστά: ρέουν Υγρά Αέρια

Μερικές εισαγωγικές ερωτήσεις στα ρευστά.

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 10 Μηχανική των ρευστών

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου ~~ Ρευστά ~~

ΦΥΣΙΚΗ Ι. ΤΜΗΜΑ Α Α. Καραμπαρμπούνης, Ε. Στυλιάρης ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟN ΑΘΗΝΩΝ,, ΡΕΥΣΤOMHXANIKH

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου 5/3/2017

Φυσική Β Γυμνασίου Συνοπτικές Σημειώσεις Επανάληψης

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου ~~ Ρευστά ~~ Λύσεις

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο ΡΕΥΣΤΑ ΣΕ ΚΙΝΗΣΗ

ΨΗΦΙΑΚΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ ΒΟΗΘΗΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΕΝΟΤΗΤΑ 3: Η ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ Η ΕΞΙΣΩΣΗ BERNOULLI ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β

ΔΙΕΘΝΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΟΝΑΔΩΝ (S.I.)

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 03/05/2015 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Τριβή είναι η δύναμη που αναπτύσσεται μεταξύ δύο επιφανειών

ΦΥΣΙΚΗ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ ΘΕΩΡΙΑΣ 2017

Μιχαήλ Π. Μιχαήλ Φυσικός

2. Ρευστά σε κίνηση ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΩΡΙΑΣ

Φυσική Β Γυμνασίου - Κεφάλαιο 4: Πίεση ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΠΙΕΣΗ. Φυσική Β Γυμνασίου

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ - ΜΕΡΟΣ Α

Η κάθετη δύναμη που ασκεί το ρευστό επάνω στην μονάδα επιφανείας των ορίων του.

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. Ρευστά. Επιμέλεια: ΑΓΚΑΝΑΚΗΣ A.ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ, Φυσικός.

Θ1.1 Να συμπληρωθούν τα κενά στις προτάσεις που ακολουθούν:

Μεθοδολογίες στην Μηχανική των Ρευστών

τα βιβλία των επιτυχιών

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 4-5

ΦΥΣΙΚΗ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Σελίδα 1 από 6

Μακροσκοπική ανάλυση ροής

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗΝ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ

κάθετη δύναμη εμβαδόν επιφάνειας Σύμβολο μεγέθους Ορισμός μεγέθους Μονάδα στο S.I.

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Θέμα Α. 1. β 2. α 3. γ 4. β 5. Λ,Λ,Λ,Λ,Λ.

Να υπολογίσετε τη μάζα 50 L βενζίνης. Δίνεται η σχετική πυκνότητά της, ως προς το νερό ρ σχ = 0,745.

Διατήρηση της Ύλης - Εξίσωση Συνέχειας

Οδηγός επανάληψης φυσικής β γυμνασίου

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

Εφαρμοσμένη Υδραυλική. ΕΔΙΠ, Τμήμα Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών, ΑΠΘ

12.5) Στον σωλήνα του σχήματος αρχικά περιέχεται υδράργυρος

Σε γαλάζιο φόντο ΔΙΔΑΚΤΕΑ ΥΛΗ ( ) Σε μαύρο φόντο ΘΕΜΑΤΑ ΕΚΤΟΣ ΔΙΔΑΚΤΕΑΣ ΥΛΗΣ ( )

h 1 M 1 h 2 M 2 P = h (2) 10m = 1at = 1kg/cm 2 = 10t/m 2

ΕΝΟΤΗΤΑ 2: ΡΕΥΣΤΑ ΣΕ ΚΙΝΗΣΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΥΛΗΣ ΚΑΙ ΕΞΙΣΩΣΗ ΣΥΝΕΧΕΙΑΣ ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

ΥΔΡΟΣΤΑΤΙΚΗ ΡΕΥΣΤΑ ΤΟ ΝΕΡΟ

μεταβάλλουμε την απόσταση h της μιας τρύπας από την επιφάνεια του υγρού (π.χ. προσθέτουμε ή αφαιρούμε υγρό) έτσι ώστε h 2 =2 Α 2

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

ΒΑΘΜΟΣ : /100, /20 ΥΠΟΓΡΑΦΗ:.

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ

Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση και να δικαιολογήσετε την επιλογή σας. έμβολο Ε 1 ασκούνται επιπρόσθετα οι εξής

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΟΡΙΣΜΟΙ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο ΡΕΥΣΤΑ ΣΕ ΚΙΝΗΣΗ

3. ΚΙΝΗΣΗ ΡΕΥΣΤΟΥ-ΕΞΙΣΩΣΗ BERNOULLI Κίνηση σωµατιδίων ρευστού

Ονοματεπώνυμο: Μάθημα: Ύλη: Επιμέλεια διαγωνίσματος: Αξιολόγηση: Φυσική Προσανατολισμού Ρευστά Ιωάννης Κουσανάκης

Τίτλος Μαθήματος: Βασικές Έννοιες Φυσικής. Ενότητα: Αέρια. Διδάσκων: Καθηγητής Κ. Κώτσης. Τμήμα: Παιδαγωγικό, Δημοτικής Εκπαίδευσης

Ρευστομηχανική. Γεώργιος Γκαϊντατζής Επίκουρος Καθηγητής. Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής & Διοίκησης Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης

Κεφάλαιο 9 ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Ρευστα σε Ηρεμια {Υδροστατική Πίεση, Μέτρηση της Πίεσης, Αρχή του Pascal} Ανωση {Άνωση, Αρχή του Αρχιμήδη}

3. Τριβή στα ρευστά. Ερωτήσεις Θεωρίας

v = 1 ρ. (2) website:

Φυσική- Κεφάλαιο Μηχανικής των Ρευστών

ΘΕΜΑΤΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

A3. Το δοχείο του σχήματος 1 είναι γεμάτο με υγρό και κλείνεται με έμβολο Ε στο οποίο ασκείται δύναμη F.

Διατήρηση της Ενέργειας - Εξίσωση Bernoulli. Α. Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής

Διαγώνισμα Γ Λυκείου Θετικού προσανατολισμού. Διαγώνισμα Ρευστά - Μηχανική Στερεού Σώματος. Κυριακή 5 Μαρτίου Θέμα 1ο

ΠΡΟΤΥΠΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΑ ΡΕΥΣΤΑ ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Χ. Δ. ΦΑΝΙΔΗΣ

Α.Σ.ΠΑΙ.Τ.Ε. / ΤΜΗΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ 2014 ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗ Ι Μαρούσι Καθηγητής Σιδερής Ε.

ΑΝΩΣΗ ΑΡΧΗ ΤΟΥ ΑΡΧΙΜΗΔΗ

Άσκηση 9. Προσδιορισμός του συντελεστή εσωτερικής

(1.2) Στο σύστημα SI η πυκνότητα μετράται σε Kg/m3. Στον παρακάτω πίνακα δίνονται οι πυκνότητες μερικών χαρακτηριστικών ρευστών.

Εξισώσεις Κίνησης (Equations of Motion)

ΕΝΟΤΗΤΑ 3: Η ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ Η ΕΞΙΣΩΣΗ BERNOULLI ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΣ ΕΠΙΛΥΣΗ ΘΕΜΑ Β

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ

Πίεση ονομάζουμε το πηλικό της δύναμης που ασκείται κάθετα σε μία επιφάνεια προς το εμβαδόν της επιφάνειας αυτής.

Μία μηχανή μεγάλου κυβισμού κινείται σε ευθύγραμμο δρόμο με σταθερή ταχύτητα υ=36 Km/ h.

Μεθοδολογίες στην Μηχανική των Ρευστών

Η αντλία και η ισχύ της

Εισαγωγή Διάκριση των ρευστών

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 4 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΜΑΡΤΙΟΣ 2019: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Πίεση ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

φυσική κεφ.4 ΠΙΕΣΗ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ =15 10 Προφανώς όταν είναι όρθιο αφού τότε μειώνεται το εμβαδό Α ενώ η δύναμη (το βάρος) παραμένει το ίδιο.

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμήμα Μηχανολογίας

Ποια η ταχύτητά του τη στιγµή που έχει περάσει πλήρως από την τρύπα? Λύση µε διατήρηση της ενέργειας. + K f. ! = mg " L & $ !

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ - Μέρος Β

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β. α. p 1=p 2 β. p 1>p 2 γ. p 1<p 2. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση και να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ - ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 09/04/2017 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΚΑΡΑΒΟΚΥΡΟΣ ΧΡΗΣΤΟΣ

ΦΥΣ Διαλ Δυναµική

ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΜΑΡΑΘΩΝΑ ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΤΟΣ ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ-ΙΟΥΝΙΟΥ 2009 ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ

ΡΕΥΣΤΑ ΣΕ ΚΙΝΗΣΗ 3. Αρχή του Pascal 91. Εξίσωση συνέχειας 93. Εξίσωση. Bernoulli 94. Τριβή στα ρευστά 98. Σύνοψη. Ασκήσεις 101

Α. Ροπή δύναµης ως προς άξονα περιστροφής

ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Ρευστά: ρέουν Υγρά Αέρια

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π. ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 4- ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ( ) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΡΕΥΣΤΑ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Ρευστά σε Κίνηση. Επιµέλεια: ρ. Μιχάλης Ε. Καραδηµητρίου, Φυσικός.

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΟΙΚΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ

Ιδιότητες των ρευστών Δυνάμεις στα ρευστά Αρχή Αρχιμήδη Πείραμα Torricelli Νόμος Πασκάλ Υδροστατική Αρχή

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Ασκήσεις στην Μηχανική των Ρευστών

Έργο Ενέργεια. ΦΥΣ Διαλ.15 1

Προσδιορισμός της πυκνότητας με τη μέθοδο της άνωσης

Στοιχεία Μηχανολογικού Εξοπλισμού

Κινηματική ρευστών. Ροή ρευστού = η κίνηση του ρευστού, μέσα στο περιβάλλον του

Transcript:

ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 1

Φάσεις της ύλης ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 2 Τρεις συνήθεις φάσης της ύλης είναι: αέριο τήξη στερεό πήξη υγρή Στερεά: Υγρά: Αέρια: Συγκεκριµένο σχήµα και µέγεθος (κρυσταλικά / άµορφα Συγκεκριµένο όγκο αλλά απροσδιόριστο σχήµα Οποιοδήποτε σχήµα εύκολα συµπιεζόµενο Τα υγρά και αέρια ρέουν και ονοµάζονται ρευστά

Πυκνότητα και ειδικό βάρος ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 3 Πυκνότητα ενός αντικειµένου ορίζεται ως η µάζα του ανά µονάδα όγκου: Μονάδες µέτρησης στο SI : kg m 3 ρ = m V To νερό σε θερµοκρασία 4 0 έχει πυκνότητα: 1g cm 3 = 1.000kg m 3 Ειδικό βάρος: πυκνότητα ενός υλικού / πυκνότητα νερού

ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 4 Πίεση Μέτρο της δύναµης που ασκείται κάθετα σε µία επιφάνεια ενός αντικειµένου ως προς την επιφάνεια στην οποία κατανέµεται η δύναµη Πίεση: F P= A Βαθµωτό µέγεθος µε µονάδες µέτρησης στο SI το Pascal: Κατανοµή δύναµης σε µεγάλη επιφάνεια - Χαµηλή πίεση 1Pa = N m2 Κατανοµή δύναµης σε µικρή επιφάνεια υψηλή πίεση S επιφάνεια υγρό εµβαδό ΑS περιοχή 1! F1,2 ( s ) περιοχή 2! F2,1 ( s ) από συγκρούσεις των µορίων της περιοχής 1 µε αυτά της περιοχής 2 κάθετη στην επιφάνεια συγκρούσεις των µορίων της περιοχής 2 µε αυτά της περιοχής 1. Υδροστατική πίεση:!! Από τον νόµο του Newton: F = F 2,1 1,2!! ορίζουµε την δύναµη F ( S ) = F2,1 ( S ) = F1,2 ( S ) 3ο F P= As πίεση σε σηµείο της επιφάνειας:p = lim As 0 F ( S ) As

Πίεση σε υγρά ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 5 Για υγρό σε ηρεµία: H πίεση είναι η ίδια σε κάθε διεύθυνση σε ένα υγρό σε συγκεκριµένο βάθος Αν δεν ήταν τότε το ρευστό θα έρεε. F // = 0 F // F Δεν υπάρχει συνιστώσα δύναµης παράλληλη ως προς οποιαδήποτε στερεή επιφάνεια Αν υπήρχε τότε το ρευστό θα έρεε

Πίεση σε υγρά H πίεση σε βάθος h κάτω από την επιφάνεια ενός υγρού οφείλεται στο βάρος του υγρού πάνω από την περιοχή ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 6 Μπορούµε να υπολογίσουµε γρήγορα: P = mg A = ρvg A = ρgha A P = ρgh H σχέση αυτή ισχύει για οποιοδήποτε υγρό η πυκνότητα του οποίου δεν αλλάζει µε το βάθος

Πίεση σε υγρά Τα υγρά µπορούν να θεωρηθούν σαν ασυµπίεστα ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 7 Σε αντίθεση τα αέρια µπορούν να συµπιεστούν αρκετά και εποµένως η πυκνότητα αλλάζει Θεωρούµε µία µικρή περιοχή του υγρού Μπορούν να θεωρηθούν 3 επιφάνειες (2 βάσεις και η περίπλευρη) Το ρευστό είναι στατικό Δυνάµεις κάθετες στις επιφάνειες Η δύναµη στην παράπλευρη επιφάνεια είναι µηδέν Οι δυνάµεις στις δύο βάσεις θα είναι:! F h ( ) και! F h + Δh ( ) Η βαρυτική δύναµη που δρα στην πάνω επιφάνεια είναι:! F g Επειδή το ρευστό είναι στατικό τότε: F h ( ) F h A ( ) F h + Δh A ( ) P( h) P h + Δh lim Δh 0 Δh + ρ AΔhg A ( Δh) = ( dm)g ˆk = ( ρdv )g ˆk F! g ( Δh) = ρ AΔhg ˆk ( ) F ( h + Δh) + F g = 0 F ( h) F ( h + Δh) + ρ AΔhg = 0 ( ) + ρδhg = 0 P ( h + Δh ) P( h) = ρg = 0 P( h) P h + Δh = ρg dp dh = ρg ( ) z dp = ρg dh P h ( ) z=0 P h P 0 Δh ( ) P( h = 0) = ρgh Νόµος του Pascal

Ατµοσφαιρική πίεση και µανοµετρική πίεση ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 8 Στην επιφάνεια της θάλασσας η ατµοσφαιρική πίεση είναι: P ατµ. = 1.013 10 5 N m 2 Μια άλλη µονάδα µέτρησης είναι το bar: 1bar = 1.00 10 5 N m 2 Μια ατµόσφαιρα είναι λίγο περισσότερο από 1 bar H πίεση αυτή δεν προκαλεί προβλήµατα στον άνθρωπο γιατί η πίεση στο εσωτερικό των κυττάρων είναι αρκετή για να εξισορροπήσει αυτή την πίεση Όργανα µέτρησης της πίεσης είναι τα µανόµετρα διαφόρων ειδών: Μανόµετρο ανοικτού τύπου Μανόµετρα πίεσης P µετρούµενη πίεση ατµοσφαιρική πίεση κλίµακα ανάγνωσης ελατήριο Μετρά πίεση πλέον της ατµοσφαιρικής Η απόλυτη πίεση είναι το άθροισµα της ατµοσφαιρικής και µανοµετρικής πίεσης Η πίεση στο ανοικτό µέρος είναι ατµοσφαιρική πίεση P = P ατµ. + P µαν. Η πίεση που µετράται θα εξαναγκάσει το υγρό να ανέβει έως ότου οι πιέσεις και στα δύο τµήµατα στα ίδια ύψη είναι ίσες εισαγωγή αέρα

ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 Μέτρηση βαροµετρικής πίεσης Αναπτύχθηκε από τον Torricelli και στηρίζεται στη χρήση στήλης υδραργύρου για µέτρηση της ατµοσφαιρικής πίεσης Η στήλη είναι τέτοια ώστε το ύψος του υδραργύρου στο σωλήνα στην επιφάνεια της θάλασσας να αντιστοιχεί σε πίεση µίας ατµόσφαιρας. Συχνά αναφέρεται και σε mmhg 760mmHg = 1atm Οποιοδήποτε υγρό µπορεί να χρησιµοποιηθεί για το σωλήνα του βαροµέτρου Torricelli αλλά αυτά µε την µεγαλύτερη πυκνότητα είναι καλύτερα. Βαρόµετρο ύψους 10.3m 9

H αρχή του Pascal ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 10 Αν σε κάποιο ρευστό το οποίο είναι περιορισµένο σε κάποιο χώρο εφαρµοστεί εξωτερική πίεση τότε σε κάθε σηµείο του ρευστού αναπτύσσεται η ίδια πίεση. Η αρχή αυτή χρησιµοποιείται για υδραυλικές ανυψώσεις: P out = P in F out A out = F in A in F out F in = A out A in µηχανικό πλεονέκτηµα Παράδειγµα: Αν η επιφάνεια του εξωτερικού πιστονιού είναι 20 φορές µεγαλύτερη του εσωτερικού τότε η δύναµη που ασκείται στο εσωτερικό πιστόνι θα πολλαπλασιαστεί κατά τον παράγοντα αυτό στο εξωτερικό πιστόνι. Μία δύναµη 200N θα µπορούσε να σηκώσει ένα αυτοκίνητο βάρους 4000N.

Άνωση (buoyancy) και αρχή του Αρχιµήδη Θεωρήστε ένα σώµα το οποίο είναι βυθισµένο σε κάποιο ρευστό. ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 11 Πάνω στο σώµα ασκείται µια συνισταµένη δύναµη γιατί η πίεση στο πάνω και κάτω µέρος του είναι διαφορετική. Η άνωση είναι η δύναµη µε φορά προς τα πάνω η οποία ανιστοιχεί στον ίδιο όγκο ρευστού. F Αν. = F 2 F 1 = ρ ρευσ. ga( h 2 h 1 ) F Αν. = ρ ρευσ. gaδh = ρ ρευσ. gv F Αν. = F Buoyancy = m ρευσ. g Θεωρήστε ένα σώµα τυχαίας µορφής που είναι βυθισµένο σε ρευστό. Πάνω στο σώµα ασκούνται η δύναµη της άνωσης και το βάρος του. Για να προσδιορίσουµε την δύναµη της άνωσης θεωρούµε ένα σώµα D το οποίο αυτή τη φορά έχει το ίδιο σχήµα και µέγεθος µε το αρχικό σώµα αλλά τώρα είναι φτιαγµένο από το ίδιο υλικό του ρευστού και βρίσκεται στο ίδιο βάθος Θεωρήστε ότι το σώµα αυτό του ρευστού διαχωρίζεται από το υπόλοιπο ρευστό µε µία νοητή µεµβράνη.

ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 12 Αρχή του Αρχιµήδη Η δύναµη της άνωσης σε αυτό το νοητό σώµα αποτελούµενο από το ρευστό θα είναι ακριβώς ίδια µε την δύναµ,η της άνωσης στο πραγµατικό σώµα γιατί το περιβάλλον ρευστό το οποίο ασκεί τη δύναµη F είναι ακριβώς στην ίδια κατάσταση. Το σώµα D του ρευστού είναι σε ισορροπία. Η δύναµη της άνωσης ισούται µε το βάρος του νοητού σώµατος D του ρευστού του οποίου ο όγκος ισούται µε τον όγκο του σώµατος που είναι βυθισµένο στο ρευστό. Η συνισταµένη δύναµη σε ένα αντικείµενο είναι η διαφορά της δύναµης της βαρύτητας και της δύναµης της άνωσης.

Άνωση και αρχή του Αρχιµήδη ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 13 Αν το σώµα που είναι βυθισµέµνο στο ρευστό έχει πυκνότητα µικρότερη από αυτή του ρευστού τότε το σώµα δέχεται µία συνισταµένη δύναµη προς τα πάνω που το ανυψώνει µέχρις ότου βρεθεί εκτός του ρευστού. Για σώµα που είναι µερικώς βυθισµένο Ο κορµός του ξύλου που είναι πλήρως βυθισµένος θα ανυψωθεί επιτυχανόµενος προς τα πάνω γιατί F B > F g = mg Θα έρθει σε ισορροπία όταν F B = mg που αντιστοιχεί σε 12kg νερού ή 1.2m 3 εκτοπισµένου νερού F B = mg ρ F V F g = ρ ο V o g ρ F ρ ο = V o V F ρ F : η πυκνότητα του ρευστού ρ ο : η πυκνότητα του σώµατος V F : ο όγκος του ρευστού που εκτοπίστηκε V ο. : ο συνολικός όγκος του σώµατος

ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 14 Δυναµική ρευστών Ρυθµός ροής και εξίσωση συνέχειας Αν τα µόρια του ρευστού ακολουθούν στρωτή τροχία, λέµε ότι η ροή του ρευστού είναι στρωτή ή στάσιµη ή µόνιµη (laminar). Η ταχύτητα του ρευστού σε κάθε σηµείου του χώρου παραµένει σταθερή συναρτήσει του χρόνου. Όταν η ταχύτητα υπερβεί µία κρίσιµη τιµή τότε η ροή γίνεται τυρβώδης ή µή στάσιµη ή στροβιλώδης. Η ροή δεν είναι στρωτή αλλά άτακτη και ακανόνιστη Ø Θα εξετάσουµε στρωτή ροή ρευστού Ø Ο ρυθµός ροής µάζας είναι η µάζα που περνά από κάποιο δεδοµένο σηµείο ανά µονάδα χρόνου Ø Ο ρυθµός ροής µάζας ανάµεσα σε δύο οποιαδήποτε σηµεία θα πρέπει να είναι ίδιος αρκεί να µην υπάρχει ρευστό το οποίο προστίθεται ή αφαιρείται. Ετσι πέρνουµε την εξίσωση συνέχειας

Εξίσωση συνέχειας ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 15 Θεωρήστε στρωτή ροή ρευστού µέσω ενός σωλήνα Ο ρυθµός ροής µάζας του ρευστού = Δm Δt Ο όγκος του ρευστού που περνά από την επιφάνεια Α 1 σε χρόνο Δt είναι: ΔV 1 = A 1 Δl 1 όπου Δl 1 είναι η απόσταση που καλύπτει το ρευστό σε χρόνο Δt. Αλλά η ταχύτητα του ρευστού που περνά από το σηµείο 1 είναι: υ 1 = Δl 1 Δt Οπότε θα έχουµε: Δm 1 Δt = ρδv 1 Δt = ρ A Δl 1 1 Δt Δm 1 Δt = ρ A 1 υ 1 Με τον ίδιο τρόπο, σε ένα οποιοδήποτε άλλο σηµείο 2 του σωλήνα θα έχουµε: Δm 2 Δt = ρ A 2 υ 2 Από τη στιγµή που δεν χάνεται ρευστό ανάµεσα στα σηµεία 1 και 2 τότε η µάζα που διαπερνά τα σηµεία αυτά στο ίδιο χρονικό διάστηµα θα πρέπει να είναι ίδια : Δm 1 Δt = Δm 2 Δt ρ A 1 υ 1 = ρ A 2 υ 2 A 1 υ 1 = A 2 υ 2 Εξίσωση συνέχειας

Εξίσωση συνέχειας ανθρώπινο σώµα ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 16 Στους ανθρώπους το αίµα κινείται από την καρδία στην αορτή µέσω της οποίας διοχετεύεται στις υπόλοιπες αρτηρίες Από τις αρτηρίες αυτές διοχετεύεται σε δευτερεύουσες αρτηρίες και από κεί σε εκατοµύρια αγγεία Το αίµα επιστρέφει στην καρδιά µέσω των φλεβών Η ακτίνα της αορτής είναι 1.2cm και η ταχύτητα του αίµατος που περνά από την αορτή είναι 40cm/s Ένα αγγείο έχει ακτίνα περίπου 0.0004cm και η ταχύτητα του αίµατος µέσω του αγγείου είναι 0.0005cm/s Ø Υπολογίστε τον αριθµό των αγγείων στο ανθρώπινο σώµα 2 A 1 υ 1 = A 2 υ 2 υ 2 πr aγγ. 2 = υ 1 Nπr aορ. 2 N = υ r 1 aορ. N = 7 10 9 2 υ 2 r aγγ.

Εξίσωση Bernoulli ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 17 Θεωρήστε ένα µικρό κιβώτιο αέρα το οποίο κινείται κατά µήκος µιας φλέβας ροής (σύνολο ρευµατικών γραµµών) σε µια περιοχή µειωµένης πίεσης φλέβα ροής κιβώτιο ΔP Δl = dp dx Αντικατάσταση θα δώσει: A dp dx Ολοκληρώνοντας: P 2 ΔP = dp dx Δl 2 ος νόµος του Newton: F = m dυ dt F = PA ( P + ΔP) A = AΔP θεωρήστε ότι το κιβώτιο είναι πάρα πολύ µικρό και η ΔP µπορεί να εκφραστεί ακριβώς χρησιµοποιώντας διαφορική προσέγγιση: dυ dυ Δl = m = ρ AΔl dt dt dp = ρυ dυ P 2 P 1 = 1 2 ρ υ 2 2 υ 2 1 P 1 υ 2 υ 1 dp = ρ dυ dt dx = ρυdυ ( ) Ισοδύναµα P 1 + 1 2 ρυ 2 = P 1 2 + 1 2 ρυ 2 2 Εξίσωση Bernoulli

Εξίσωση Bernoulli ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 18 Ένα ρευστό θα µπορούσε να αλλάξει ακόµα και ύψος Εξετάζοντας το έργο το οποίο παράγεται καθώς κινείται βρίσκουµε ότι P + 1 2 ρυ 2 + ρgy = σταθ. H εξίσωση του Βernoulli µας λέει ότι: όταν η ταχύτητα µειώνεται όταν η ταχύτητα αυξάνεται η πίεση αυξάνεται η πίεση ελαττώνεται

Εφαρµογή της εξίσωσης του Bernoulli ΦΥΣ 111 - Διαλ.40 19 H ανύψωση του πτερού ενός αεροπλάνου οφείλεται εν µέρει στη διαφορά ταχυτήτων του αέρα και πιέσεων στις δύο επιφάνειες του πτερού. Χαµηλή πίεση Υψηλή πίεση