Hidrostatični tlak

Hidrostatični tlak

Avtor: E-va (vsebinsko), Skupina NAUK (tehnično)

Hidrostatični tlak

Hidrostatični tlak je tlak v tekočini, ki ga povzroča teža tekočine. Najlažje si to predstavljamo tako: potapljač s površino se nahaja na globini . Volumen tekočine, ki se nahaja nad potapljačem, je enak volumnu prizme z osnovno ploskvijo in višino .

Teža tekočine, ki pritiska na potapljača, je potemtakem enaka produktu specifične teže in volumna:

Po drugi strani pa je tlak razmerje med silo, ki pritiska pravokotno na površino in dano površino. Iz tega sledi, da je sprememba tlaka:

Vidimo, da se površini pokrajšata in dobimo enačbo za spremembo tlaka zaradi teže tekočine:

Torej je tlak na isti globini ali na istem vodoravnem nivoju povsod enak, saj je odvisen le od globine in specifične teže tekočine. Ni odvisen niti od oblike posode niti od tega, koliko tekočine je v njej. To spoznanje se je ob odkritju zdelo tako presenetljivo, da so ga poimenovali paradoks.

Za razmislek

V kateri posodi je tlak na dnu največji, če so vse napolnjene z enako tekočino do vrha?

(tlak_menz.jpg)

Odgovor

Če si pazljivo prebral uvodno stran, potem veš, da je tlak v tekočini odvisen le od globine in ne od oblike posode niti od količine tekočine v posodi. Zatorej je odgovor, da je tlak na dnu posod v vseh primerih enak.

Zanimivost

(sodcek_2.gif)

Ali bo sod razneslo?

Francoski naravoslovec in matematik Blaise Pascal je trditev, da tlak narašča z globino, utemeljil s presenetljivim poskusom. V 80 cm visok vinski sod, katerega dno je imelo polmer 20 cm, je vtaknil dolgo cev s polmerom 0,3 cm. Sod je napolnil z vodo, zatem pa začel vodo vlivati tudi v cevko. Ko jo je napolnil do višine 12 metrov, je sod razneslo. Izračunamo lahko, da se je zaradi vode v cevki tlak v sodu povečal za približno 1,2 bara. Presenetljivo je bilo, da je sod v katerem je bilo okoli 150 litrov vode, razneslo zaradi 0,34 litra vode v cevi.

Razmisli: Do kolikšne višine bi moral napolniti cev, če bi bil polmer cevi dvakrat večji oziroma dvakrat manjši?

Potapljač

S pomočjo miške premikaj potapljača na sliki ter odgovori na spodnja vprašanja. Specifična teža vode znaša N/dm.

Aplikacija GeoGebra se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)

1.

2.

3.
bar.

Preveri

Rešitev je pravilna!

Naprej

To pa ne bo držalo!

  1. bar.

Naprej

Manometer

Odgovori na spodnja vprašanja. Pri odgovorih upoštevaj, da normalni zračni tlak znaša približno kPa.

Aplikacija GeoGebra se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)

1. Rezultat zaokroži na celo število.
Pa.

2. Rezultat zaokroži na celo število.
Višinska razlika bi morala znašati mm.

3. Koliko centimetrov bi bila višinska razlika med stolpcema, če bi cevke za ? Rezultat zaokroži na celo število.
Višinska razlika bi morala biti cm.

Preveri

Rešitev je pravilna!

Naprej

To pa ne bo držalo!

  1. Pa.
  2. Višinska razlika bi morala znašati mm.
  3. Višinska razlika bi morala biti cm.

Naprej

Dvigalka

Hidravlična dvigalka ima bata v obliki valja, katerih ploščini osnovnih ploskev merita = cm, = cm. Vse rezultate zaokroži na cela števila.

(tlak_tek.jpg)

1. Z najmanj kolikšno silo moramo pritisniti manjši bat, da lahko na večjem batu dvignemo breme kot ga prikazuje slika?
Pritisniti moramo s silo N.

2. Kolikšno breme bi lahko dvignili, če bi na manjšem batu pritiskali s silo N?
Lahko bi dvignili breme z maso kg.

3. Kolikokrat bi morali pritisniti na manjši bat, da bi breme na sliki dvignili za metra, če pri vsakem potisku nanj iztisnemo cm tekočine?
Pritisniti bi morali krat.

Preveri

Rešitev je pravilna!

Naprej

To pa ne bo držalo!

  1. Pritisniti moramo s silo N.
  2. Lahko bi dvignili breme z maso kg.
  3. Pritisniti bi morali krat.

Naprej

Podmornica

(podmornica.jpg)

Podmornica je na globini m.

1. Koliko kN mora vzdržati okno podmornice, ki meri cm, če je tlak v notranjosti podmornice za % večji od normalnega zračnega tlaka? Rezultat zaokroži na celo število.

Vzdržati mora silo kN.

2. Kako globoko se lahko podmornica potopi, če vrata podmornice, ki imajo površino kvadratnih metrov, zdržijo silo kN?

Potopi se lahko na globino metrov.

Preveri

Rešitev je pravilna!

Naprej

To pa ne bo držalo!

  1. Vzdržati mora silo kN.
  2. Potopi se lahko na globino metrov.

Naprej

Rezultati

0%
0%