ฟิสิกส์ความดันที่ขวดกระทำต่อพื้นโต๊ะ
ในของแข็ง
ลองนึกถึงสถานการณ์ทั้งสองนี้:
ผลักขายึดลงไปที่ปลายผนังด้านปลายของผนัง
ผลักขารูปไปที่ปลายนิ้วโป้งไปทางปลายนิ้วหัวแม่มือ
ลิขสิทธิ์ S-cool
สองกิจกรรมที่คล้ายกันมีสองผลลัพธ์ที่แตกต่างกันมาก
สาเหตุของความแตกต่างนี้คือความกดดัน สมมติว่ามีการใช้แรงเท่ากันแต่ละกรณีจะมีแรงกดต่างกันกับนิ้วหัวแม่มือ ในแผนภาพแรกนิ้วหัวแม่มือผลักดันบนพื้นที่ขนาดใหญ่เพื่อให้แรงกระจายออกและความดันต่ำ ในแผนภาพที่สองแรงจะรวมอยู่ในพื้นที่เล็ก ๆ เพื่อให้ความดันสูงขึ้นมาก
หากมีการบังคับให้ทั่วพื้นที่ผิวที่เล็กกว่าคุณจะได้รับแรงกดมากขึ้น
ความดันสามารถคำนวณได้โดยใช้สมการต่อไปนี้:
กำลังจะอยู่ใน newtons, N.
พื้นที่จะอยู่ใน m2 หรือ cm2
ถ้าพื้นที่เป็น m2 ความดันจะวัดเป็น Pascals หรือ N / m2 ถ้าพื้นที่อยู่ในหน่วย cm2 ความดันจะอยู่ใน N / cm2
ตัวอย่าง:
ชีสที่มีน้ำหนัก 20 นิวตันตั้งอยู่บนโต๊ะ เป็นก้อนก้อนที่มีพื้นที่ 10cm2
มันดันอะไรขึ้นบนโต๊ะ?
ตอบ:
สูตร
หมายเหตุ: อย่าลืมหน่วย!
ในของเหลว
เมื่อกล่าวถึงความดันในของเหลวมี 3 กฎที่คุณต้องจำไว้คือ
1. เพิ่มความดันด้วยความลึก
คุณเคยสังเกตเห็นไหมว่าเมื่อคุณดำน้ำลงไปด้านล่างของสระว่ายน้ำหูของคุณเริ่มเจ็บ? ยิ่งคุณดำน้ำลงมากเท่าไร
เนื่องจากความดันในของเหลวเพิ่มขึ้นขณะที่คุณไปไกลกว่าพื้นผิวของของเหลว
ตัวอย่างทั่วไปในการสอบคือ - สามารถเต็มไปด้วยน้ำที่มีรูลงด้านข้าง สังเกตว่าต่อลงหลุมคือเร็วขึ้นน้ำออกมาเพราะความดันสูงขึ้นอยู่ในส่วนของกระป๋อง
กองกำลังและความดัน
ต่อไปนี้คือตัวอย่างทั่วไปอื่น ๆ คุณสามารถอธิบายได้หรือไม่?
น้ำออกมาจากก๊อกน้ำที่ชั้นล่างเร็วกว่าการแตะที่ชั้นบน
กำแพงเขื่อนจะต้องหนาขึ้นที่ด้านล่างกว่าด้านบน
คุณมักจะได้รับแนวคิดเหล่านี้ในภาพยนตร์ที่มีเรือดำน้ำอยู่ด้วย คุณสามารถรับประกันได้ว่าในบางขั้นตอนระหว่างภาพยนตร์ย่อยจะไปลึกเกินไป! การแจ้งเตือนจะส่งเสียงคนเริ่มเหงื่อดูประสาทและย่อยจะห้วยและคร่ำครวญ บางครั้งน้ำจะระเบิดและ sub จะ 'ระเบิด' (นั่นหมายความว่าระเบิดเข้าด้านในมากกว่าออกไปข้างนอก)
นี่คือความจริงที่ว่าแรงดันจากน้ำนอกเรือดำน้ำเพิ่มขึ้นเมื่อ sub ไปลึกและลึกจนกว่าโครงสร้างของย่อยไม่แข็งแรงพอที่จะต่อต้านและถูกบดขยี้
2. ความดันทำหน้าที่อย่างเท่าเทียมกันในทุกทิศทาง
เพื่อเป็นการแสดงให้เห็นถึงสิ่งนี้:
หยิบถุงพลาสติก
เติมด้วยน้ำ
ผูกปมในด้านบน
บีบมัน
จากนั้นเจาะรูในถุงด้วยหมุด!
กองกำลังและความดัน
น้ำไปได้ทุกที่! และนั่นคือประเด็น
น้ำจากหลุมที่ด้านบนของกระเป๋าขึ้นไป
น้ำจากรูที่ด้านข้างของกระเป๋าไปด้านข้าง
น้ำจากหลุมที่ด้านล่างของถุงลงไป
นี้แสดงให้เห็นว่าแรงดันน้ำ (ซึ่งทำให้น้ำฉีดออกจากถุง) จะทำหน้าที่ในทุกทิศทาง - ไม่เพียง แต่ลง!
มีอีกตัวอย่างหนึ่งที่ช่วยในการอธิบายเรื่องนี้ โปรดจำไว้ว่าคุณกำลังว่ายน้ำที่ด้านล่างของสระน้ำและหูของคุณทำร้าย มันไม่สำคัญว่าคุณจะทำอย่างไรกับศีรษะของคุณ - เลี้ยวซ้ายขวาบิดขึ้นหรือลง - หูของคุณทำร้ายเพียงเท่านี้ น้ำจะผลักดันพวกเขาจากทุกด้านอย่างเท่าเทียมกัน - ไม่เพียง แต่ลดลง
3. แรงดันจะถูกส่งผ่านของเหลว
คุณไม่สามารถสควอชของเหลว เราบอกว่าพวกเขา 'ไม่สามารถอัด' ได้
เติมเข็มฉีดยาด้วยน้ำ ใส่หัวแม่มือของคุณเหนือหัวฉีดและกดลูกสูบ มันจะไม่ขยับ น้ำในกระบอกฉีดยาไม่สามารถบีบอัดได้
ทำสิ่งเดียวกันกับเข็มฉีดยาเต็มไปด้วยอากาศและคุณสามารถสควอชได้อย่างง่ายดาย อากาศอัดได้
ความจริงที่ว่าคุณไม่สามารถบีบอัดของเหลวเป็นประโยชน์อย่างมาก หมายความว่าแรงดันสามารถส่งผ่านของเหลวได้
ตัวอย่างเช่น - คุณเชื่อมต่อเข็มฉีดยาสองตัวพร้อมกับท่อแล้วเติมด้วยน้ำ กดปุ่มลูกสูบหนึ่งตัว - และอีกปุ่มหนึ่งจะออกมา นั่นเป็นเพราะคุณได้ส่งแรงดันจากลูกสูบหนึ่งไปยังอีก
นี้ใช้ในไฮโดรลิค
ไฮดรอลิ
ระบบไฮโดรลิคทำงานได้เนื่องจากความดันจะเหมือนกันทั่วทั้งระบบ
ตัวอย่างที่ดีมาก ๆ คือระบบเบรครถ คุณจำเป็นต้องรู้เรื่องนี้ทั้งหมดสำหรับการสอบของคุณ
คิดถึงเรื่องนี้ หากคุณขับรถไปตามทางมอเตอร์เวย์คุณสามารถหยุดรถได้อย่างรวดเร็วโดยการเหยียบเบรคอย่างนุ่มนวล
นี่คือทางเลือกอื่น คุณกำลังขับรถไปตามทางมอเตอร์เวย์และคุณตัดสินใจที่จะหยุด เพื่อเปิดประตูและใช้แรงเช่นเดียวกับข้างต้นค่อยๆกดลงบนพื้นด้วยเท้าของคุณ
(P.S: ในกรณีที่คุณจำเป็นต้องได้รับการบอกกล่าว - อย่าพยายามทำเช่นนี้ !!!)
คุณจะไม่ต้องแปลกใจที่รู้ว่ารถไม่ได้หยุดเกือบอย่างรวดเร็ว และคุณทำลายครูฝึกของคุณ!
ดังนั้นรถจะเลี้ยวรถขนาดเล็กที่คุณใช้กับแป้นเหยียบเบรกเข้าไปในกองกำลังขนาดใหญ่ที่จำเป็นในการหยุดรถเร่งด่วนได้อย่างไร?
ลองนึกถึงสถานการณ์ทั้งสองนี้:
ผลักขายึดลงไปที่ปลายผนังด้านปลายของผนัง
ผลักขารูปไปที่ปลายนิ้วโป้งไปทางปลายนิ้วหัวแม่มือ
ลิขสิทธิ์ S-cool
สองกิจกรรมที่คล้ายกันมีสองผลลัพธ์ที่แตกต่างกันมาก
สาเหตุของความแตกต่างนี้คือความกดดัน สมมติว่ามีการใช้แรงเท่ากันแต่ละกรณีจะมีแรงกดต่างกันกับนิ้วหัวแม่มือ ในแผนภาพแรกนิ้วหัวแม่มือผลักดันบนพื้นที่ขนาดใหญ่เพื่อให้แรงกระจายออกและความดันต่ำ ในแผนภาพที่สองแรงจะรวมอยู่ในพื้นที่เล็ก ๆ เพื่อให้ความดันสูงขึ้นมาก
หากมีการบังคับให้ทั่วพื้นที่ผิวที่เล็กกว่าคุณจะได้รับแรงกดมากขึ้น
ความดันสามารถคำนวณได้โดยใช้สมการต่อไปนี้:
กำลังจะอยู่ใน newtons, N.
พื้นที่จะอยู่ใน m2 หรือ cm2
ถ้าพื้นที่เป็น m2 ความดันจะวัดเป็น Pascals หรือ N / m2 ถ้าพื้นที่อยู่ในหน่วย cm2 ความดันจะอยู่ใน N / cm2
ตัวอย่าง:
ชีสที่มีน้ำหนัก 20 นิวตันตั้งอยู่บนโต๊ะ เป็นก้อนก้อนที่มีพื้นที่ 10cm2
มันดันอะไรขึ้นบนโต๊ะ?
ตอบ:
สูตร
หมายเหตุ: อย่าลืมหน่วย!
ในของเหลว
เมื่อกล่าวถึงความดันในของเหลวมี 3 กฎที่คุณต้องจำไว้คือ
1. เพิ่มความดันด้วยความลึก
คุณเคยสังเกตเห็นไหมว่าเมื่อคุณดำน้ำลงไปด้านล่างของสระว่ายน้ำหูของคุณเริ่มเจ็บ? ยิ่งคุณดำน้ำลงมากเท่าไร
เนื่องจากความดันในของเหลวเพิ่มขึ้นขณะที่คุณไปไกลกว่าพื้นผิวของของเหลว
ตัวอย่างทั่วไปในการสอบคือ - สามารถเต็มไปด้วยน้ำที่มีรูลงด้านข้าง สังเกตว่าต่อลงหลุมคือเร็วขึ้นน้ำออกมาเพราะความดันสูงขึ้นอยู่ในส่วนของกระป๋อง
กองกำลังและความดัน
ต่อไปนี้คือตัวอย่างทั่วไปอื่น ๆ คุณสามารถอธิบายได้หรือไม่?
น้ำออกมาจากก๊อกน้ำที่ชั้นล่างเร็วกว่าการแตะที่ชั้นบน
กำแพงเขื่อนจะต้องหนาขึ้นที่ด้านล่างกว่าด้านบน
คุณมักจะได้รับแนวคิดเหล่านี้ในภาพยนตร์ที่มีเรือดำน้ำอยู่ด้วย คุณสามารถรับประกันได้ว่าในบางขั้นตอนระหว่างภาพยนตร์ย่อยจะไปลึกเกินไป! การแจ้งเตือนจะส่งเสียงคนเริ่มเหงื่อดูประสาทและย่อยจะห้วยและคร่ำครวญ บางครั้งน้ำจะระเบิดและ sub จะ 'ระเบิด' (นั่นหมายความว่าระเบิดเข้าด้านในมากกว่าออกไปข้างนอก)
นี่คือความจริงที่ว่าแรงดันจากน้ำนอกเรือดำน้ำเพิ่มขึ้นเมื่อ sub ไปลึกและลึกจนกว่าโครงสร้างของย่อยไม่แข็งแรงพอที่จะต่อต้านและถูกบดขยี้
2. ความดันทำหน้าที่อย่างเท่าเทียมกันในทุกทิศทาง
เพื่อเป็นการแสดงให้เห็นถึงสิ่งนี้:
หยิบถุงพลาสติก
เติมด้วยน้ำ
ผูกปมในด้านบน
บีบมัน
จากนั้นเจาะรูในถุงด้วยหมุด!
กองกำลังและความดัน
น้ำไปได้ทุกที่! และนั่นคือประเด็น
น้ำจากหลุมที่ด้านบนของกระเป๋าขึ้นไป
น้ำจากรูที่ด้านข้างของกระเป๋าไปด้านข้าง
น้ำจากหลุมที่ด้านล่างของถุงลงไป
นี้แสดงให้เห็นว่าแรงดันน้ำ (ซึ่งทำให้น้ำฉีดออกจากถุง) จะทำหน้าที่ในทุกทิศทาง - ไม่เพียง แต่ลง!
มีอีกตัวอย่างหนึ่งที่ช่วยในการอธิบายเรื่องนี้ โปรดจำไว้ว่าคุณกำลังว่ายน้ำที่ด้านล่างของสระน้ำและหูของคุณทำร้าย มันไม่สำคัญว่าคุณจะทำอย่างไรกับศีรษะของคุณ - เลี้ยวซ้ายขวาบิดขึ้นหรือลง - หูของคุณทำร้ายเพียงเท่านี้ น้ำจะผลักดันพวกเขาจากทุกด้านอย่างเท่าเทียมกัน - ไม่เพียง แต่ลดลง
3. แรงดันจะถูกส่งผ่านของเหลว
คุณไม่สามารถสควอชของเหลว เราบอกว่าพวกเขา 'ไม่สามารถอัด' ได้
เติมเข็มฉีดยาด้วยน้ำ ใส่หัวแม่มือของคุณเหนือหัวฉีดและกดลูกสูบ มันจะไม่ขยับ น้ำในกระบอกฉีดยาไม่สามารถบีบอัดได้
ทำสิ่งเดียวกันกับเข็มฉีดยาเต็มไปด้วยอากาศและคุณสามารถสควอชได้อย่างง่ายดาย อากาศอัดได้
ความจริงที่ว่าคุณไม่สามารถบีบอัดของเหลวเป็นประโยชน์อย่างมาก หมายความว่าแรงดันสามารถส่งผ่านของเหลวได้
ตัวอย่างเช่น - คุณเชื่อมต่อเข็มฉีดยาสองตัวพร้อมกับท่อแล้วเติมด้วยน้ำ กดปุ่มลูกสูบหนึ่งตัว - และอีกปุ่มหนึ่งจะออกมา นั่นเป็นเพราะคุณได้ส่งแรงดันจากลูกสูบหนึ่งไปยังอีก
นี้ใช้ในไฮโดรลิค
ไฮดรอลิ
ระบบไฮโดรลิคทำงานได้เนื่องจากความดันจะเหมือนกันทั่วทั้งระบบ
ตัวอย่างที่ดีมาก ๆ คือระบบเบรครถ คุณจำเป็นต้องรู้เรื่องนี้ทั้งหมดสำหรับการสอบของคุณ
คิดถึงเรื่องนี้ หากคุณขับรถไปตามทางมอเตอร์เวย์คุณสามารถหยุดรถได้อย่างรวดเร็วโดยการเหยียบเบรคอย่างนุ่มนวล
นี่คือทางเลือกอื่น คุณกำลังขับรถไปตามทางมอเตอร์เวย์และคุณตัดสินใจที่จะหยุด เพื่อเปิดประตูและใช้แรงเช่นเดียวกับข้างต้นค่อยๆกดลงบนพื้นด้วยเท้าของคุณ
(P.S: ในกรณีที่คุณจำเป็นต้องได้รับการบอกกล่าว - อย่าพยายามทำเช่นนี้ !!!)
คุณจะไม่ต้องแปลกใจที่รู้ว่ารถไม่ได้หยุดเกือบอย่างรวดเร็ว และคุณทำลายครูฝึกของคุณ!
ดังนั้นรถจะเลี้ยวรถขนาดเล็กที่คุณใช้กับแป้นเหยียบเบรกเข้าไปในกองกำลังขนาดใหญ่ที่จำเป็นในการหยุดรถเร่งด่วนได้อย่างไร?
ไม่มีความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น