تدریس خصوصی فیزیک

فشار در شاره ها فیزیک دهم فشار سنج هوا فشار سنج شاره ها

فشار در شاره ها فیزیک دهم فشار سنج هوا فشار سنج شاره ها

وقتی شاره ای (مایع یا گاز) ساکن است، به هر سطحی که با آن در تماس باشد مانند جداره یک ظرف یا سطح جسمی که در شاره غوطه ور است، نیروی عمودی وارد می کند.

 

1 17 - فشار در شاره ها فیزیک دهم فشار سنج هوا فشار سنج شاره ها

این همان نیرویی است که وقتی پاهای خود را درون یک استخر آب تکان می دهید احساس می کنید که پاهای شما را فشار می دهد. با وجود اینکه شاره به عنوان یک کل ساکن است، مولکول های آن در حال حرکت هستند. نیرویی که توسط شاره وارد می شود ناشی از برخورد مولکول ها با اطراف آن است.

فشار P به یک سطح فرضی A درون شاره وارد می شود به صورت نسبت اندازه نیروی عمودی وارد بر این سطح به مساحت آن تعریف می شود:

2 16 - فشار در شاره ها فیزیک دهم فشار سنج هوا فشار سنج شاره ها

یکای SI فشار، پاسکال (Pa) است که در علوم سال نهم با آن آشنا شدید به طوری که داریم:

3 12 - فشار در شاره ها فیزیک دهم فشار سنج هوا فشار سنج شاره ها

محاسبه فشار در شاره ها

در علوم سال نهم دیدید فشار هوا در ارتفاع های بالا کمتر از فشار در سطح دریا است. به همین دلیل باید در حین پرواز، فشار هوای کابین هواپیما را برای سلامت سرنشینان تنظیم کنند. وقتی به درون قسمت عمیق استخری شیرجه بزنید، با افزایش عمق از سطح آب افزایش فشار را روی گوش های خود احساس می کنیم. همچنین با انجام آزمایش موجود در شکل زیر دیدیم که با افزایش  عمق از سطح شاره، فشار ناشی ازشاره نیز افزایش  می یابد.

4 11 - فشار در شاره ها فیزیک دهم فشار سنج هوا فشار سنج شاره ها

در ادامه می خواهیم یک رابطه کلی برای محاسبه  فشار در هر نقطه دلخواه درون یک شاره ساکن به دست آوریم. به این منظور فرض می کنیم شتاب گرانش g و چگالی شاره  یکنواخت و برابر ρ باشد.

 

5 11 255x300 - فشار در شاره ها فیزیک دهم فشار سنج هوا فشار سنج شاره ها

در شکل الف بخشی از شاره به ارتفاع h نشان داده شده است که بین دو سطح فرضی A قرار دارد. نیروهای در راستای قائم که بر این بخش از شاره وارد می شود در شکل ب نشان داده شده است. چون شاره در حال تعادل است، نیروها متوازن هستند و برآیند آنها صفر است. بنابراین از قانون دوم نیوتون برای نیروهای در راستای قائم داریم:

6 8 - فشار در شاره ها فیزیک دهم فشار سنج هوا فشار سنج شاره ها

با جایگذاری m=ρV=ρAh در رابطه اخیر و حذف A از طرفاین تساوی داریم:

7 6 - فشار در شاره ها فیزیک دهم فشار سنج هوا فشار سنج شاره ها

معمولاً رابطه ۲-۲ را بر حسب عمق از سطح شاره بیان می ‌کنند.

8 5 - فشار در شاره ها فیزیک دهم فشار سنج هوا فشار سنج شاره ها

به این منظور نقطه ۱ را در سطح شاره در نظر می گیرند که فشار برابر P۰ است. نقطه ۲ را در هر جایی درون شاره می توان در نظر گرفت. فشار در این نقطه را با P نمایش می دهیم. به این ترتیب داریم:

9 5 - فشار در شاره ها فیزیک دهم فشار سنج هوا فشار سنج شاره ها

مقاله های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا