Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


Hopp til innhald
Wikipediadet frie oppslagsverket
Søk

Hydrostatikk

Frå Wikipedia – det frie oppslagsverket
Figur av hydrauliske og hydrostatiske utstyr, fråCyclopaedia frå 1728.

Hydrostatikk er læra omvæsker som ligg i ro, og er ei grein undervæskemekanikk. Uttrykket referer vanlegvis til den matematiske analysen av emnet. Det omfamnar studiet av forholda i væsker som ligg i ro istabillikevekt. Læra om bruken av væsker til å gjere arbeid vert kallahydraulikk, medan læra om væsker i rørsle vert kallavæskedynamikk.

Statisk trykk i væsker

[endre |endre wikiteksten]

Sidan væsker ikkje vert deformert utøver væsker eittrykk som ernormalt på alle flater dei er i kontakt med. Når væska i tillegg er i ro (statisk) er trykket isotropisk, altså virkar trykket med same storleik i alle retningar. Denne eigenskapen gjer at væsker kan overføre krefter gjennom røyr, t.d. kan ei kraft overførast via væska frå ei side av røyret til den andre. Viss krafta ikkje er lik overalt, vil væska flytte seg i retninga krafta pressar ho i.

Dette konseptet vart først formulert av denfranskematematikaren ogfilosofenBlaise Pascal i1647, og vart seinare kjend somPascals lov. Denne lova har mange viktige bruksområde ihydraulikk.Galileo Galilei gjorde òg mange viktige framsteg i hydrostatikk.

Hydrostatisk trykk

[endre |endre wikiteksten]

Vi tenkjer oss ein firkanta pakke med vatn som ligg i ro under ei fri overflate. Vekta av vatnet over må balanserast av trykket i denne pakken. For ein uendeleg liten pakke er detfysiske stresset det same i alle retningar, og vekta av vatnet, som er det same somtrykket kan uttrykkast som

 P=ρgh{\displaystyle \ P=\rho gh}

der

  • P er det hydrostatiske trykket (iPascal)
  • ρ ervasstettleik (i kg per kubikkmeter)
  • gtyngdeakselerasjonen (i meter per sekund i andre)
  • h er høgda av vatnet over (eller djupet til pakken, i meter)

Atomsfærisk trykk

[endre |endre wikiteksten]

Maxwell-Boltzmann-fordelinga seier at for eingass med konstanttemperatur,T, viltettleiken, ρ, variere med høgda,h, som:

 ρ (h)=ρ (0)egh/kT{\displaystyle \ \rho \ (h)=\rho \ (0)e^{-gh/kT}}

der:

k =Boltzmannkonstanten
g =tyngdeakselerasjonen
T =temperatur
ρ =tettleik
h = høgd

Oppdrift

[endre |endre wikiteksten]

På ein lekam som er senka ned i ei væske vil det virke eioppdriftskraft som er like stor som vekta av væska lekamen har pressa bort. Dette kjem av det hydrostatiske trykket i væska.

For eitskip vil til dømes vekta til skipet vere balansert av oppdriftskrafta frå vatnet skipet har pressa bort, slik at skipet kan flyte. Visst ein lesser meir last på skipet, vil skipet verte tyngre og setje seg lågare i vatnet, og dermed presse bort meir vatn. Skipet vil då ha ei større oppdriftskraft som virkar på seg for å balansere den auka vekta.

Prinsippet om oppdrift vart oppdaga avArkimedes.

Stabilitet

[endre |endre wikiteksten]

Ein flytande lekam er stabil viss han går tilbake igjen til ein likevektsposisjon etter at han er flytta litt bort frå denne posisjonen. Til dømes vil ein flytande lekam vanlegvis ha vertikal stabilitet, slik at om lekamen vert skubba litt ned vil dette føre til auka oppdriftskraft, og om ein då sluttar å skubbe lekamen nedover, så vil den auka oppdriftskrafta bringe lekamen tilbake til likevektsposisjonen.

Rotasjonsstabilitet er viktig for flytande fartøy. Om ein får ei vinkelforskyving, kan fartøyet enten gå tilbake til den opphavlege retninga (stabil), eller flytte seg vidare bort frå utgangspunktet (ustabil), eller bli verande der det er (nøytral). Rotasjonsstabilitet er avhengig av den relative retninga kreftene som virkar på lekamen har. Den oppoverretta oppdriftskrafta på ein lekam virkar gjennomsenteret av oppdrifta, som er massesenteret til væska lekamen har pressa bort. Vektkrafta på lekamen virkar gjennomtyngdepunktet. Ein lekam er stabil viss vinkelforskyvinga flyttar retninga til kreftene slik at dei gjev eit «opprettingsmoment».

Væske med fri overflate

[endre |endre wikiteksten]

Væsker kan ha frie overflater der dei vekselvirkar med gassar eller med eitvakuum. Sidan væsker ikkje kan oppretthalde eit skjærstress, vil den frie overflata raskt tilpasse seg likevekt. På liten lengdeskala er der derimot ei viktig balansekraft fråoverflatespenninga.

Effektar av overflatespenning

[endre |endre wikiteksten]

Kapillaritet

[endre |endre wikiteksten]

Når væsker er sperra inne i behaldarar med små dimensjonar, samanlikna med den relevante lengdeskalaen, vert overflatespenninga ein viktig faktor som fører tilkonkavkonveks form gjennomkapillaritet.

Dropar

[endre |endre wikiteksten]

Utan overflatespenning ville ein ikkje kunne fått dannadropar. Dimensjonen og stabiliteten til dropar vert styrt av overflatespenninga.

Sjå òg

[endre |endre wikiteksten]
Autoritetsdata
Henta frå «https://nn.wikipedia.org/w/index.php?title=Hydrostatikk&oldid=2816098»
Kategoriar:
Gøymd kategori:

[8]ページ先頭

©2009-2025 Movatter.jp