Τοπίο στη Φυσική

Παράθυρο στην Επιστήμη

Ετικέτα: Πίεση

Νόμοι της Υδροστατικής Πίεσης – Εργαστήριο

Εκτελέστε τα βήματα που ακολουθούν για να ανακαλύψετε τους Νόμους της Υδροστατικής Πίεσης.

Υδροστατική πίεση ονομάζουμε την πίεση στο εσωτερικό των υγρών που ισορροπούν.

Θα βρείτε πώς εξαρτάται η υδροστατική πίεση από:

  • Το βάθος
  • Την πυκνότητα του υγρού
  • Την επιτάχυνση της βαρύτητας

Το Βάθος

Βήμα 1

Στο πινακάκι δεξιά πάνω απενεργοποιήστε την ατμοσφαιρική πίεση (κλικ στο Off) και ενεργοποιήστε το Ruler και το Grid (κλικ στα κυκλάκια). Με διαδοχικά κλικ στην κάνουλα της πάνω βρύσης γεμίστε με νερό τη δεξαμενή. Ευθυγραμμίστε το 0 του μέτρου με την επιφάνεια του νερού.
(περισσότερα…)

Πίεση-Άνωση Online

Απαντήστε στις 10 ερωτήσεις που ακολουθούν και αφορούν στην Πίεση, Υδροστατική Πίεση, Αρχή του Pascal και Άνωση.

Όταν ολοκληρώσετε πατήστε το κουμπί "Submit" για να δείτε την επίδοσή σας και τις σωστές απαντήσεις.

1. Αντιστοιχίστε, κάνοντας κλικ στα σωστά μεγέθη της δεξιάς στήλης, με τις σχέσεις της αριστερής στήλης του πίνακα.
\displaystyle \rho \cdot g \cdot h
Άνωση

Unselect

Μάζα

Unselect

Υδροστατική πίεση

Unselect

Δύναμη

Unselect

\displaystyle P \cdot A
Άνωση

Unselect

Μάζα

Unselect

Υδροστατική πίεση

Unselect

Δύναμη

Unselect

\displaystyle \rho \cdot g \cdot V_{\beta \upsilon \theta}
Άνωση

Unselect

Μάζα

Unselect

Υδροστατική πίεση

Unselect

Δύναμη

Unselect

\displaystyle \rho \cdot V
Άνωση

Unselect

Μάζα

Unselect

Υδροστατική πίεση

Unselect

Δύναμη

Unselect

2. Η πυκνότητα του νερού της θάλασσας είναι 1030kg/m3 και g=10m/s2. Η υδροστατική πίεση σε βάθος 100m είναι:

3. Για να υπολογίσουμε την υδροστατική πίεση σε ένα σημείο ενός υγρού που ισορροπεί, εκτός της του υγρού και της της βαρύτητας,  χρειαζόμαστε και το βάθος. Για να υπολογίσουμε τη συνολική πίεση στο σημείο αυτό πρέπει να γνωρίζουμε την υδροστατική πίεση και την .

4. Ένα κουτάλι 20gr τοποθετείται μέσα σε πιάτο, γεμάτο με νερό μέχρι το χείλος του. Από το πιάτο ξεχειλίζουν 3cm3 νερού. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η πυκνότητα του νερού είναι 1gr/cm3, το βάρος του κουταλιού μέσα στο νερό είναι:
5.
Ερώτηση 5

Ερώτηση 5



Υδραυλικό πιεστήριο έχει το ένα έμβολο διάμετρο 10mm και το άλλο 50 mm. Αν στο έμβολο των 10mm ασκήσουμε δύναμη 60Ν τότε η δύναμη που μεταβιβάζεται στο έμβολο των 50mm θα είναι:
6.
Ερώτηση 6

Ερώτηση 6



Το κυλινδρικό δοχείο της εικόνας περιέχει νερό ύψους 3m. Η πυκνότητα του νερού είναι ρ=10kg/m και g=9,81m/s2, ενώ η ατμοσφαιρική πίεση είναι Pατμ=101.300Pa. Η συνολική πίεση στον πυθμένα του δοχείου θα είναι:

Κράτα το
7. Το στερεό της εικόνας έχει διαστάσεις 12cm x 10cm x 8cm και το βάρος του είναι 16Ν. Με ποια έδρα

Ερώτηση 7

Ερώτηση 7



πρέπει να το τοποθετήσουμε στο οριζόντιο επίπεδο ώστε να πάρουμε τη μέγιστη πίεση. Πόση είναι η μέγιστη πίεση;
8. Τα δύο δοχεία Α και Β περιέχουν δύο υγρά σε ύψος 50cm. Η υδροστατική πίεση στον πυθμένα του δοχείου Α είναι μικρότερη από την πίεση στον πυθμένα του Β. Αυτό συμβαίνει γιατί:

image

Ερώτηση 8

9. Το δοχείο Α περιέχει υγρό πυκνότητας ρA και το δοχείο Β υγρό πυκνότητας ρB, αλλά η πυκνότητα του υγρού στο Α είναι μεγαλύτερη από την πυκνότητα του υγρού στο Β (ρAΒ).  Αν μέσα στο κάθε δοχείο βυθίσουμε από μία μπάλα από τις 1 και 2, παρατηρούμε ότι και στα δύο δοχεία το βάρος του υγρού που εκτοπίζεται (άνωση) είναι ίδιο. Αυτό συμβαίνει γιατί:

Ερώτηση 9

Ερώτηση 9

10. Στο δοχείο υπάρχει νερό και λάδι με πυκνότητες 1000kg/m3 και 800kg/m3 αντίστοιχα. Αν το ύψος της στήλης του λαδιού πάνω από το νερό είναι 2m και η επιτάχυνση της βαρύτητας g=10m/s2, η υδροστατική πίεση σε βάθος 3m από την επιφάνεια του λαδιού θα είναι:

Ερώτηση 10

Ερώτηση 10



 

 


Γιάννης Γαϊσίδης

gaisidis@viewonphysics.gr

img_1494

Ο Κολυμβητής του Καρτέσιου

Πώς να παίξετε με τους νόμους των υγρών

IMG_2168
Τα υλικά που χρειαζόμαστε:
  1. Καλαμάκι
  2. Τρεις συνδετήρες
  3. Λαστιχάκι
  4. Ψαλίδι
  5. Πλαστικό μπουκάλι γεμάτο μέχρι πάνω με νερό της βρύσης.
  6. Γυάλινο ποτήρι με νερό.

(περισσότερα…)

Άνωση

  1. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Η Άνωση στα υγρά είναι:
    1. Ίση με τη διαφορά της υδροστατικής πίεσης μεταξύ των χαμηλότερων και υψηλότερων σημείων.
    2. Η συνισταμένη δύναμη των δυνάμεων που ασκούνται σε ένα σώμα.
    3. Η δύναμη που ασκούν τα υγρά στα σώματα που βρίσκονται μέσα τους.
    4. Μία κατακόρυφη δύναμη που ασκείται πάνω στο σώμα που βρίσκεται μέσα στο υγρό με φορά προς τα πάνω. 
  2. Σας δίνουν ένα στερεό αντικείμενο, ένα δυναμόμετρο και ένα δοχείο με νερό. Σας ζητούν να βρείτε την Άνωση που θα δεχτεί το αντικείμενο αν μπει στο νερό. Ποια βήματα θα ακολουθήσετε;
  3. Το δοχείο Α περιέχει ένα υγρό μέχρι το ύψος του σωλήνα. Βυθίζουμε έναν κύλινδρο μέσα στο δοχείο Α και στο δοχείο Β παίρνουμε μία ποσότητα του υγρού. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις  είναι σωστές;
    1. Το υγρό στο δοχείο Β έχει ίσο βάρος με τον κύλινδρο που βυθίσαμε στο Α.
    2. Το υγρό στο δοχείο Β έχει ίδιο όγκο με τον όγκο του κυλίνδρου.
    3. Το βάρος του υγρού στο Β είναι ίσο με τη δύναμη της άνωσης που ασκείται πάνω στον κύλινδρο.
    4. Το βάρος του κυλίνδρου μέσα στο δοχείο Α είναι μικρότερο από το βάρος του εκτός του δοχείου κατά το βάρος του υγρού που υπάρχει στο Β.
      25255BUNSET-25255D

      Άσκηση 3

       

  4. Σε ποιο κουτί της Coca Cola ασκείται μεγαλύτερη Άνωση και γιατί; 

    Άσκηση 4

  5. Συγκρίνετε τις ανώσεις που δέχονται τα δύο κουτιά και δικαιολογήστε.

    CE-BA-CE-BF-CF-85-CF-84-CE-AF-CE-B3-CE-B5-CE-BC-CE-AC-CF-84-CE-BF-CE-AC-CE-B4-CE-B5-CE-B9-CE-BF

    Άσκηση 5

  6. Σε ένα δοχείο γεμάτο μέχρι τα χείλη του με νερό βυθίζουμε εξ ολοκλήρου ένα κομμάτι ξύλου μάζας 1kg. Επαναλαμβάνουμε το ίδιο, αλλά βυθίζοντας τώρα ένα κομμάτι σιδήρου ίσης μάζας, δηλαδή 1kg. Σε ποια από τις δύο περιπτώσεις θα εκτοπιστεί περισσότερο νερό; Δικαιολογήστε.
  7. Παρατηρήστε την παρακάτω εικόνα και απαντήστε στις ερωτήσεις που ακολουθούν δίνοντας δικαιολόγηση.
    1. Σε ποια θέση ο κύλινδρος δέχεται την μικρότερη άνωση;
    2. Συγκρίνετε τις ανώσεις στις θέσεις (3) και (4).
    3. Ο κύλινδρος στη θέση (2) είναι βυθισμένος κατά το μισό του συνολικού του όγκου, ενώ στη θέση (1) κατά το ένα τέταρτο του όγκου του. Ποια σχέση έχουν οι ανώσεις τους;

      Άσκηση 7

  8. Οι δύο σφαίρες της παρακάτω εικόνας έχουν διαφορετικό όγκο και είναι από διαφορετικό υλικό. Συγκρίνετε τις ανώσεις τους και δικαιολογήστε.

    Άσκηση 8

  9. Βυθίζουμε ένα αντικείμενο όγκου 2lt (1lt=10-3m3 ) μέσα σε νερό. Αν το αντικείμενο έχει βάρος 30Ν, πόσο βάρος θα χάσει όταν βυθιστεί στο νερό; Η πυκνότητα του νερού είναι ρνερ =103kg/m3 και η επιτάχυνση της βαρύτητας δίνεται g=9,8m/s2.
  10. Ένας τρόπος για να μετρήσουμε την επιτάχυνση της βαρύτητας g είναι να χρησιμοποιήσουμε την άνωση ως εξής: Ζυγίζουμε ένα σώμα και βρίσκουμε ότι έχει βάρος 10Ν. Κατόπιν το ζυγίζουμε μέσα στο νερό και βρίσκουμε ότι το βάρος του είναι τώρα 8Ν. Γνωρίζουμε επίσης ότι ο όγκος του είναι 200ml(0,2lt). Πώς μπορούμε να υπολογίσουμε το g;  Δίνονται: η πυκνότητα του νερού ρνερ =103 kg/m3 και ότι 1lt=10-3m3.
  11. Μέσα στο νερό (πυκνότητα ρ=103 kg/m3) κρατάμε ένα κομμάτι ξύλου μάζας 0,5kg, που έχει όγκο 1lt.
    1. Πόσος όγκος νερού εκτοπίζεται;
    2. Ποια είναι η μάζα του νερού που εκτοπίζεται;
    3. Ποιο είναι το βάρος του νερού που εκτοπίζεται;
    4. Πόση δύναμη άνωσης ασκεί στο ξύλο το νερό που το περιβάλλει;
    5. Αν τραβήξουμε το χέρι μας ποια θα είναι συνισταμένη δύναμη που θα ασκείται στο ξύλο; Υπολογίστε την και σχεδιάστε την. Δίνεται g=9,8m/s2.

      CE-AC-CE-BD-CF-89-CF-83-CE-B7-CE-BA-CF-8D-CE-B2-CE-BF-CF-82

      ;Askhsh 11

  12. Διαθέτουμε έναν σιδερένιο κύβο με ακμή 0,1m. Με ένα δυναμόμετρο μετράμε το βάρος του και το βρίσκουμε 78Ν. Ποια θα είναι η ένδειξη του δυναμόμετρου αν βυθίσουμε τον κύλινδρο μέσα στο νερό; Να πάρετε την τιμή της πυκνότητας του νερού και της επιτάχυνσης της βαρύτητας όπως δίνονται στην άσκηση 9.
  13. Το δοχείο Α περιέχει νερό μέχρι τη στάθμη των 600ml. Ρίχνουμε το πορτοκάλι μέσα στο δοχείο και ανεβαίνει η στάθμη του νερού στα 800ml (δοχείο Β). Μπορείτε να υπολογίσετε πόση είναι η άνωση που δέχεται το πορτοκάλι;

    CE-AC-CE-BD-CF-89-CF-83-CE-B7-CF-80-CE-BF-CF-81-CF-84-CE-BF-CE-BA-CE-AC-CE-BB-CE-B9

    Άσκηση 13

  14. Ένας κύλινδρος επιπλέει με τον άξονά του κατακόρυφα στην επιφάνεια του νερού βυθισμένος κατά το μισό του. Το συνολικό του ύψος είναι h=20cm ενώ το εμβαδόν της βάσης του είναι A=20cm2. Πόση είναι η άνωση που δέχεται από το νερό; Δίνεται η πυκνότητα του νερού και η επιτάχυνση της βαρύτητας όπως και στην άσκηση 9 και ο όγκος κυλίνδρου δίνεται από το γινόμενο Vκυλ=h·A.

    Άσκηση 14

  15. Ενα αντικείμενο έχει βάρος 20Ν. Όταν το βυθίζουμε μέσα σ’ ένα υγρό Α το βάρος του ίδιου αντικειμένου γίνεται 17Ν. Ενώ όταν το βυθίζουμε σε υγρό Β το βάρος του γίνεται 18Ν. Ποιο από τα δύο υγρά έχει μεγαλύτερη πυκνότητα και γιατί;
  16. Όταν ένα αντικείμενο Α το βυθίζουμε στο νερό εκτοπίζεται υγρό βάρους 5Ν. Όταν ένα αντικείμενο Β το βυθίζουμε στο λάδι εκτοπίζεται υγρό βάρους επίσης 5Ν. Ποιο από τα δύο αντικείμενα έχει μεγαλύτερο όγκο;

       Γιάννης Γαϊσίδης

084d8930-f294-45d0-b352-2acd918a7bd2

Υδροστατική Πίεση, Ατμοσφαιρική Πίεση, Αρχή του Pascal

  1. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Η υδροστατική πίεση είναι: 
    1. Η πίεση που ασκούν τα ρευστά.
    2. Η πίεση που οφείλεται στο βάρος των υγρών.
    3. Η πίεση των υγρών που ισορροπούν.
    4. Ίση με το πηλίκο W/A όπου W το βάρος του υγρού και Α το εμβαδόν της επιφάνειας.
  2. Επιλέξτε τη σωστή μονάδα μέτρησης της υδροστατικής πίεσης.
    1. N
    2. N/m2
    3. kg/m3
    4. m2
  3. Ποια από από τα παρακάτω μεγέθη χρειάζονται για να μετρήσουμε την υδροστατική πίεση;
    1. Δύναμη
    2. Πυκνότητα υγρού
    3. Μάζα υγρού
    4. Επιτάχυνση της βαρύτητας
    5. Βάθος
  4. Για να υπολογίσουμε το βάθος μέσω της υδροστατικής πίεσης εφαρμόζουμε τη σχέση:
    1. \frac {P \cdot \rho }{g}
    2. \frac {P}{g \cdot \rho }
    3. P \cdot g \cdot \rho
    4. \frac {g \cdot \rho }{P}
  5. Πόση είναι η υδροστατική πίεση που δέχεται ένας δύτης στη θάλασσα, óταν κατεβαίνει σε βάθος 5m; Δίνονται: πυκνότητα του θαλασσινού νερού ρ=1.027kg/m3 , επιτάχυνση της βαρύτητας g=10m/s2 .
  6. Αν η υδροστατκή πίεση που δέχεται η μικρή σφαίρα στο σημείο Α είναι 20.000Pa, πόση .θα είναι αν μεταφέρουμε τη σφαίρα στο σημείο Β;   

    Άσκηση 6

    Άσκηση 6

  7. Σε ποιο από τα δύο υγρά θα ασκείται μικρότερη πίεση σε βάθος 2m;

    Άσκηση 7

    Άσκηση 7

  8. Το στερεό αντικείμενο της εικόνας είναι βυθισμένο μέσα στο νερό και δέχεται υδροστατικές πιέσεις σε όλες τις έδρες του. Σε ποια έδρα δέχεται τη μεγαλύτερη πίεση; Σε ποια τη μικρότερη και σε ποιες έδρες δέχεται ίσες πιέσεις από το νερό; Δικαιολογήστε τις απαντήσεις σας.   

    Άσκηση 8

    Άσκηση 8

  9. Τα δοχεία της εικόνας περιέχουν νερό στο ίδιο ύψος h. Ποιο δοχείο δέχεται τη μεγαλύτερη πίεση στον πυθμένα του; Σε ποιο δοχείο ασκείται μεγαλύτερη δύναμη στον πυθμένα του;  Δικαιολογήστε τις απαντήσεις σας.  

    Άσκηση 9

    Άσκηση 9

  10. Το βαθύτερο σημείο της Γης βρίσκεται στην τάφρο των Μαριανών, στον Ειρημικό ωκεανό. Το βάθος αυτό είναι περίπου 11km. Πόση είναι εκεί η υδροστατική πίεση; Δίνονται: πυκνότητα του θαλασσινού νερού ρ=1.030kg/m3 , επιτάχυνση της βαρύτητας g=10m/s2 .
  11. Σε ένα δοχείο ανοιχτό υπάρχει νερό και λάδι. Το λάδι έχει πάχος 20cm. Πόση είναι η πίεση σε ένα σημείο που βρίσκεται σε βάθος 12cm μέσα στο νερό; Δίνονται:   ρνερ=1000kg/m3, ρλαδ=800kg/m3, η ατμοσφαιρική πίεση Pατμ=100.000Pa και η επιτάχυνση της βαρύτητας g=9,8m/s2.

    Άσκηση 10

    Άσκηση 11

  12. Σε ποιο βάθος μέσα στη θάλασσα η υδροστατική πίεση γίνεται ίση με την ατμοσφαιρική; Πόση θα είναι στο σημείο αυτό η συνολική πίεση; Δίνονται: Πυκνότητα νερού της θάλασσας ρθαλ=1.027kg/m3, η ατμοσφαιρική πίεση Pατμ=100.000Pa και η επιτάχυνση της βαρύτητας g=9,8m/s2.
  13. Στην παρακάτω εικόνα φαίνονται δύο τεχνητά φράγματα Α και Β. Η τομή του φράγματος Α είναι σχήματος τραπεζίου ενώ του Β παραλληλογράμμου. Εχουν σχεδιαστεί επίσης οι δυνάμεις που ασκούνται από το νερό πάνω στα φράγματα. Γιατί οι δυνάμεις και στις δύο περιπτώσεις μικραίνουν προς τα πάνω; Γιατί σχεδιάστηκαν κάθετα προς τις επιφάνειες των φράγμάτων; Ποιο από τα δύο φράγματα πιστεύετε ότι κατασκεύαστηκε σωστότερα; Δικαιολογήστε τις απαντήσεις σας.

    Άσκηση 11

    Άσκηση 13

  14. Στο υδραυλικό πιεστήριο της εικόνας ασκούμε δύναμη F1=10N στο έμβολο εμβαδού Α1. Ποια πρέπει να είναι η σχέση των εμβαδών, A2/A1, ώστε να ανυψώσουμε  βάρος F2=10.000N από το έμβολο εμβαδού Α2;

    Άσκηση 12

    Άσκηση 14

  15. Το λεπτό έμβολο του υδραυλικού πιεστηρίου έχει ακτίνα r1=1m και το χοντρό ακτίνα r1=5m. Υπολογίστε τα εμβαδά των δύο εμβόλων και κατόπιν βρέστε αν ασκήσετε στο μικρό έμβολο δύναμη F1=100Ν, πόσο είναι το μέγιστο βάρος W ενός σώματος Σ που μπορείτε να ανυψώσετε με το μεγάλο έμβολο;

    Άσκηση 13

    Άσκηση 15

  16. Στην παρακάτω εικόνα φαίνεται το πείραμα του Torricelli αλλά αντί για υδράργυρο χρησιμοποιούμε νερό. Μπορείτε να υπολογίσετε σε τι ύψος h θα ανεβεί το νερό μέσα στον ανεστραμμένο σωλήνα. Μετά τον υπολογισμό αυτόν μπορείτε να απαντήσετε στο ερώτημα γιατί ο Torricelli χρησιμοποίησε υδράργυρο;  Δίνονται: Pατμ=100.000Pa, g=9,8m/s2 και η πυκνότητα του νερού και του υδραργύρου είναι αντίστοιχα ρνερ=1000kg/m3 και ρυδρ=13600kg/m3.

    Άσκηση 13

    Άσκηση 16

 

Γιάννης Γαϊσίδης

Δυνάμεις στα υγρά

Πότε και γιατί ασκούνται δυνάμεις πάνω στα υγρά;

Μια εργαστηριακή και θεωρητική προσέγγιση.
 
Στόχος
 
Με τη δραστηριότητα αυτή οι μαθητές:
  • Μαθαίνουν να μετρούν την άνωση.
  • Κατανοούν καλύτερα το νόμο της Δράσης-Αντίδρασης και την αρχή της μετάδοσης των πιέσεων του Πασκάλ.
  • Εξοικειώνονται με όργανα μέτρησης όπως ηλεκτρονική ζυγαριά, δυναμόμετρο.
Απαιτούμενα όργανα
  1. Μεταλλική ράβδος – ορθοστάτης
  2. Βάση ορθοστάτη
  3. Μικρή μεταλλική ράβδος
  4. Μεταλλικός σύνδεσμος
  5. Δακτύλιος με γάντζο περασμένος στην μικρή μεταλλική ράβδο
  6. Δυναμόμετρο μέχρι 5Ν
  7. Γυάλινο ποτήρι
  8. Μεταλλικές κύλινδρος
  9. Ηλεκτρονική ζυγαριά
Πριν το εργαστήριο

 

Οι μαθητές επιλέγουν τη σωστή απάντηση πριν ξεκινήσει η εργαστηριακά δραστηριότητα 
(κλικ εδώ για να πάρετε το φύλλο εργασίας)
 
Οδηγία προς τον καθηγητή: αφού πάρετε τις απαντήσεις των μαθητών ταξινομήστε τες (π.χ. με ένα ραβδόγραμμα) και συνάγετε τα συμπεράσματά σας για το πώς κατανοούν οι μαθητές τις έννοιες που εμπλέκονται στη δραστηριότητα.
Εκτέλεση της δραστηριότητας
 
Από το άγκιστρο της οριζόντιας μεταλλικής ράβδου κρεμάμε το δυναμόμετρο και στην άλλη άκρη του προσαρμόζουμε τον μεταλλικό κύλινδρο.
 
Πάνω στην ηλεκτρονική ζυγαριά έχουμε βάλει το γυάλινο ποτήρι με νερό και έχουμε μηδενίσει την ένδειξη (απόβαρο) της ζυγαριάς.
Εκτελούμε τις εξής μετρήσεις:
  • Μετράμε με το δυναμόμετρο το βάρος του κυλίνδρου. 
  • Μετράμε με το δυναμόμετρο το βάρος του κυλίνδρου βυθισμένου τώρα εντός του νερού που βρίσκεται σε ηρεμία πάνω στη ζυγαριά. Προσέχουμε να μην αγγίζει ο κύλινδρος τον πυθμένα του ποτηριού.
  • Με βυθισμένο τον κύλινδρο παίρνουμε την ένδειξη της ζυγαριάς.
Οι μετρήσεις που πήραμε φαίνονται στον παρακάτω πίνακα δεδομένων.
 
(κλικ εδώ για να πάρετε τον πίνακα κενό)
 
Συγκρίνοντας τα δεδομένα της τελευταίας στήλης και λαμβάνοντας υπόψη ότι η ακρίβεια μέτρησης στο δυναμόμετρο φτάνει σε επίπεδο 0,1Ν ενώ της ηλεκτρονικής ζυγαριάς σε επίπεδο χιλιοστού, είναι φανερό ότι υπάρχει μια αύξηση του βάρους του υγρού ίση με τη διαφορά βάρους του κυλίνδρου από τον αέρα στο υγρό. Αυτή όμως η διαφορά είναι ίση με την άνωση που ασκεί το υγρό πάνω στον κύλινδρο που βυθίσαμε.
 
Θεωρητική εξήγηση
 
Όταν βυθίζουμε ένα αντικείμενο μέσα σε υγρό ισχύει η αρχή του Αρχιμήδη. Το αντικείμενο δηλαδή χάνει τόσο από το βάρος του, όσο το βάρος του υγρού που εκτοπίζει. Αν επομένως το ζυγίσουμε στον αέρα και κατόπιν εντός του υγρού, θα το βρούμε να έχει λιγότερο βάρος κατά το βάρος του εκτοπιζόμενου υγρού. Αυτό εμείς σήμερα το λέμε Άνωση.
 
Αρα η διαφορά των δύο βαρών μάς δίνει την Άνωση. 
 
Η Άνωση όμως είναι μία δύναμη που ασκείται από το υγρό πάνω στο βυθισμένο αντικείμενο και οφείλεται στη διαφορά της υδροστατικής πίεσης, η οποία είναι μεγαλύτερη στα χαμηλότερα σημεία του αντικειμένου από ότι στα ψηλότερα.
 
Σύμφωνα με τον 3ο Νόμο του Νεύτωνα, εφόσον το υγρό ασκεί δυνάμη στο αντικείμενο, τότε και το αντικείμενο θα ασκεί μια αντίθετη δύναμη στο υγρό. Δηλαδή το υγρό ασκεί την Άνωση επί του αντικειμένου κατακόρυφα προς τα πάνω, αλλά και το αντικείμενο ασκεί στο υγρό μια δύναμη κατακόρυφη προς τα κάτω και ίση στην τιμή με την Άνωση.
 
Η δύναμη αυτή του αντικειμένου επί του υγρού ασκείται στα μόρια του υγρού, που βρίσκονται σε επαφή με το αντικείμενο. Αλλά εδώ υπεισέρχεται ο νόμος μετάδοσης των πέσεων, ο γνωστός ως Αρχή του Πασκάλ. Έχουμε επομένως μία κατακόρυφη  δύναμη που ασκείται στα μόρια του υγρού που βρίσκονται σε επαφή με το αντικείμενο. Αυτή η δύναμη αυξάνει την πίεση του υγρού στα σημεία επαφής και η αύξηση αυτή μεταδίδεται εξ ίσου σε όλα να μέρη του υγρού και σ’ εκείνα που βρίσκονται σε επαφή με τον πυθμένα. Εκεί προκαλείται αύξηση της δύναμης, κατά την τιμή της άνωσης. Αυτή την αύξηση μετράει η ζυγαριά.
 

         Γιάννης Γαϊσίδης

084d8930-f294-45d0-b352-2acd918a7bd2

Πίεση

  1. Σημειώστε με Σ και Λ τις σωστές και λάθος προτάσεις αντίστοιχα:
    1. Η πιέση είναι πάντα μικρότερη από τη δύναμη.
    2. Η πίεση δεν είναι διανυσματικό μέγεθος.
    3. Η δύναμη που ασκείται κάθετα σε μία επιφάνεια δια του εμβαδού της επιφάνειας μας δίνει την πίεση.
    4. Η πίεση διπλασιάζεται αν διπλασιάσουμε την κάθετη δύναμη που ασκείται πάνω σε μία επιφάνεια.
    5. Η πίεση διπλασιάζεται αν μειώσουμε στο μισό το εμβαδόν της επιφάνειας επί της οποίας ασκείται κάθετα μια δύναμη.
  2. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση.Για να βρούμε τη δύναμη που ασκείται κάθετα σε μια επιφάνεια μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την πίεση P και το εμβαδόν Α της επιφάνειας ως εξής:
    1. F=\frac{P}{A}
    2. F=\frac{A}{P}
    3. F=P \cdot A
    4. F=P
  3. Επιλέξτε τις σωστές απαντήσεις: Σε κάθε τετραγωνικό μέτρο μιας επιφάνειας συνολού εμβαδού 3m2 ασκείται κάθετα δύναμη 10Ν. Τότε:
    1. Η συνολική δύναμη που ασκείται στην επιφάνεια είναι 10Ν/m2.
    2. Η πίεση είναι 10Pa.
    3. Η συνολική δύναμη που ασκείται στην επιφάνεια είναι 30Ν.
    4. Η πίεση είναι 3,33Pa.
    5. Η πίεση είναι 30N/m2.
  4. Στις παρακάτω εικόνες φαίνονται τα ίχνη καμήλας και τα ίχνη ανθρώπου στην άμμο. Ποια ίχνη είναι πιο βαθιά;  Ποιος έχει ποιο μεγάλο βάρος, ο άνθρωπος ή η καμήλα; Πως εξηγούνται οι εικόνες;

    άσκηση 4

    άσκηση 4

  5. Ένα παιδί στέκεται όρθιο πάνω στην άμμο. Ξαφνικά κάνει ένα κατακόρυφο άλμα προς τα πάνω. Θα βυθιστεί πιο πολύ τώρα στην άμμο ή όχι; Γιατί;
  6. Ποιο από τα δύο παπούτσια,η γόβα ή το επίπεδο, θα ασκεί μεγαλύτερη πίεση επί του εδάφους, αν φορεθούν από την ίδια γυναίκα;

    Άσκηση 6

    Άσκηση 6

  7. Ποια έδρα του πακέτου θα βάζατε να ακουμπά στο έδαφος για να ασκείται η μικρότερη πίεση; Επιλέξτε τη σωστή:
    1. ΑΒΕΗ
    2. ΑΒΓΔ
    3. ΒΓΖΕ

      Άσκηση 8

      Άσκηση 7

  8. Αν η δύναμη που ασκείται κάθετα σε μία επιφάνεια εμβαδού 1,5m2 κατανέμεται έτσι ώστε σε κάθε 1m2 να ασκούνται 900N, πόση είναι η πίεση επί της επιφάνειας;  Πόση είναι η συνολική δύναμη που ασκείται στην επιφάνεια;
  9. Η δύναμη που ασκείται κάθετα σε μία επιφάνεια είναι 200Ν και το εμβαδόν της επιφάνειας είναι 80cm2.Πόση είναι η ασκούμενη πίεση;
  10. Η διάμετρος του πυθμένα ενός δοχείου αποθήκευσης λαδιού είναι 40cm. Το δοχείο είναι γεμάτο με λάδι και η πίεση που ασκείται στον πυθμένα λόγω του λαδιού είναι 1400N/m2. Πόση είναι η δύναμη που ασκεί το λάδι στον πυθμένα του δοχείου; Να λάβετε υπόψη ότι ο πυθμένας είναι κυκλικός.
  11. Ποιο είναι το εμβαδόν μιας επιφάνειας στην οποία υπάρχει πίεση 8000N/m2 εξ αιτίας μιας κάθετης δύναμης 20Ν;
  12. Πάνω στο τραπέζι της παρακάτω εικόνας έχει τοποθετηθεί ένα πακέτο βάρους W=150N. Εχουν επίσης σχεδιαστεί τρεις δυνάμεις με διαφορετικά χρώματα: Η μπλε W, η πράσινη F (προς τα πάνω) και η κόκκινη F (προς τα κάτω).
    1. Ποιες από αυτές τις δυνάμεις ασκούνται στο αντικείμενο και ποιες στην επιφάνεια του τραπεζιού; Από πού προέρχεται η κάθε μία;
    2. Πόσο είναι το μέτρο της κάθε δύναμης;
    3. Ποια είναι η πίεση επί της επιφάνειας του τραπεζιού;
    4. Αν το βάρος του τραπεζιού είναι 250Ν, ποια είναι η πίεση επί του πατώματος όπου ακουμπά το τραπέζι; Οι διαστάσεις των ποδιών του τραπεζιού και του πακέτου αναγράφονται στο σχήμα.

      Άσκηση 12

      Άσκηση 12

Γιάννης Γαϊσίδης

Τοπίο στη Φυσική © 2014 Frontier Theme