311 likes | 855 Views
Hydrostatika a hydrodynamika. Tomáš Tončo, Jakub Rajčan, Mohamed Al-Attas, Robert Slosiar. Obsah. tekutiny tlak Pascalov zákon hydraulický lis Archimedov zákon hydrodynamika. Tekutiny. spoločný názov pre kvapaliny a plyny kvapaliny: - málo stlačiteľné - tekuté
E N D
Hydrostatika a hydrodynamika Tomáš Tončo, Jakub Rajčan, Mohamed Al-Attas, Robert Slosiar
Obsah • tekutiny • tlak • Pascalov zákon • hydraulický lis • Archimedov zákon • hydrodynamika
Tekutiny • spoločný názov pre kvapaliny a plyny • kvapaliny: - málo stlačiteľné - tekuté - prispôsobujú tvar - tlakové sily pôsobia kolmo na rovinu - viskozita - ideálnej kvapaliny
určuje stav kvapaliny v pokoji na určitom mieste fyzikálna veličina, vyjadrujúca pomer sily F kolmo, rovnomerne a spojito pôsobiacej na plochu ploche S TLAK p...tlak F...tlakova sila S...plocha F p= F / S S
Jednotky • základnou jednotkou je pascal • rozmerom je N.m-2 ďalšie jednotky
Fyzikálna podstata • plyn: pohyb častíc • kvapalina: pohyb častíc • pevná látka: prenáša sa mezi časticami v látke
Pôsobenie tlaku • na plynné a kvapalné látky: tlak spôsobí deformáciu • na pevné: - ťah - tlak
Druhy tlaku • kinetický: tlak v plynoch • hydrostatický: • atmosferický: tlak vzduchu vyvolaný hmotnosťou atmosféry
Hydrostatický tlak • tlak spôsobený vlastnou hmotnosťou plynu alebo kvapaliny • hladiny...plochy s rovnakým hydrostatickým tlakom ρ ...hustota plynu/kvapaliny h ...výška stĺpca plynu/kvapaliny g... tiažové zrýchlenie ph= ρ.h.g
Pascalov Zákon • Pôsobením vonkajšej tlakovej sily na voľnú hladinu kvapaliny v uzavretej nádobe vznikne vo všetkých miestach kvapaliny rovnaký tlak.
Hydraulický lis hydraulický mechanizmus ekvivalent mechanickej páky vynálezca : Joseph Bramah z Anglicka vynašiel a dostal patent v 1795 sú najčastejšie používané a najefektívnejšie formy moderných lisov
Archimedov zákon • sformuloval ho grécky učenec Archimedes zo Syrakúz • znenie: Teleso ponorené do kvapaliny je nadľahčované hydrostatickou vztlakovou silou, ktorej veľkosť sa rovná tiaži kvapaliny s rovnakým objemom, ako je objem ponorenej časti telesa. • vysvetlenie: Hmotnosť vytlačenej kvapaliny je priamo úmerná objemu vytlačenej kvapaliny. Preto, ak máme dva objekty rovnakej hmotnosti ale rozdielneho objemu, je teleso s väčším objemom nadľahčované väčším vztlakom. • vzorec: Fvz = V. ρ.g (pričom: Fvz je vztlaková sila, V= objem telesa, ρ= hustota kvapaliny, g= tiažové zrýchlenie)
Archimedes (287-212 pred n. l.) • grécky matematik, fyzik, vynálezca, astronóm, filozof • Účastnil sa na obrane Syrakúz počas 1. a 2. púnskej vojny • Tam bol aj zabitý rímskym vojakom • Objaviteľ hustoty • v matematike dokázal, že pomer obvodu kruhu a jeho priemeru je taký istý ako pomer obsahu kruhu a polomeru na druhú • Objavy: Archimedov zákon, Archimedova špirála, Archimedovské teleso, výpočet obsahu, ťažiska a objemu plôch a telies za pomoci Eudoxovej metódy, pomocou kvadratúry kruhu objavil hranice, medzi ktorými je čislo pí, Archimedova skrutka
Hydrodynamika Teória
Hydrodynamika - je časť mechaniky tekutín, ktorá sa zaoberá pohybom nestlačiteľných kvapalín a ich pôsobením na tuhé telesá pri vzájomnom pohybe.
Prúdenie tekutín: - je akýkoľvej pohyb kvapaliny alebo plynu.Rozlišujeme dva typy prúdenia: Stacionárne prúdenie(ustálené) = rýchlosť prúdenia je konštantná Nestacionárne prúdenie (neustálené) = rýchlosť prúdenia sa mení
Prúdnica je myslená čiara, ktorej dotyčnica zostrojená v ľubovoľnom bode určuje smer a rýchlosť prúdenia
Prúdová trubica je plocha vytvorená z prúdnicprechádzajúcich bodmi uzavretej krivky s obsahom S vo vnútri prúdiacej kvapaliny
Prúdové vlákno je kvapalina ohraničená prúdovou trubicou.Hovoríme, že žiadnym bodom prúdového vlákna nesmie prechádzať viac ako práve 1 prúdnica.
Tokprúdovéhovlákna: Objemový tok: je veličina vyjadrujúca číselne objem kvapaliny, ktorý pretečie daným prierezom prúdovej trubice za 1 s. Hmotnostný tok: je veličina vyjadrujúca hmotnosť (– závisí aj od hustoty) kvapaliny pretekajúcej prúdovou trubicou za 1 s.
Uvažujeme o ustálenom prúdení kvapaliny v prúdovej trubici s prierezom S. Keď má kvapalina rýchlosť v, za 1 sekundu pretečie prierezom S objem danej kvapaliny S.v . Keď je hustota kvapaliny ρ, hmotnosť kvapaliny, ktorá za 1 sekundu pretečie týmto prierezom (hmotnostný tok), je: Qm = S . v . ρ
Rovnica kontinuity: Vyjadruje, že pri ustálenom prúdení je objemový tok QV = S.v ideálnej kvapaliny je v celej prúdovej trubici rovnaký. Túto skutočnosť vyjadrujeme vzťahom: QV = S.v = konšt.
Bernouliho rovnica: Vyjadruje zákon zachovania mechanickej energie kvapaliny pri ustálenom prúdení ideálnej kvapaliny vo vodorovnej trubici. (Jedno z možných odvodení Bernoulliho rovnice vychádza zo zákona zachovania energie v kvapaline.) p+ 1/2ρv² = konšt.
Príklady Tlak Pascalov zákon Archimedov zákon Hydrodynamika