Τοπίο στη Φυσική

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…)

Τρεις σύντομες παρουσιάσεις σε Power Point  μπορείς να βρεις παρακάτω για να εμπεδώσεις τη θεωρία. Κάνε κλικ στους τίτλους.

• 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. 
      
   2. 
      
   3. 
   4. 
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

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

   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

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

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:   ρ_νερ=1000kg/m³, ρ_λαδ=800kg/m³, η ατμοσφαιρική πίεση P_ατμ=100.000Pa και η επιτάχυνση της βαρύτητας g=9,8m/s².
    

    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 ρ_θαλ=1.027kg/m³, η ατμοσφαιρική πίεση P_ατμ=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 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 14

15. Το λεπτό έμβολο του υδραυλικού πιεστηρίου έχει ακτίνα r₁=1m και το χοντρό ακτίνα r₂=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 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: P_ατμ=100.000Pa, g=9,8m/s² και η πυκνότητα του νερού και του υδραργύρου είναι αντίστοιχα ρ_νερ=1000kg/m³ και ρ_υδρ=13600kg/m³.
    

    Άσκηση 16

Γιάννης Γαϊσίδης