[_borders/TopNav.php]
 

ورود به بخش کنکور (راهنمايي)

خانه كار و انرژي دما و گرما الکتريسيته ساکن الکتريسيته جاري بازتاب نور  وآيينه ها شكست نور-عدسيها اندازه گيري - بردارها حرکت ديناميک ويژگيهاي ماده و فشار مغناطيس حركت نوساني موج هاي مكانيكي ترموديناميک موج الكترومغناطيس صوت فيزيک اتمي ساختار هسته

فيزيك 2 و آزمايشگاه

ماده و شارها

 

صفحه اول ] صفحه 2 ] صفحه 3 ] [ صفحه 4 ] صفحه 5 ] صفحه 6 ] بخش کنکور ] پاسخ به سوالات ]


فهرست مطالب

نيروي بين مولكولي
حالت جامد
حالت مايع
حالت گاز
چگالي
انواع نيروي بين مولكولي
نيروهاي چسبندگي
خاصيت موينيگي
نيروهاي كشش سطحي
فشار
فشار در مايعات
محاسبه فشار درون يك مايع
 عوامل مؤثر بر فشار درون مايعات
اصل همترازي در مايعات
فشار هوا
فشار گازها
فشارسنج گازي
جوسنج جيوه اي
اصل پاسكال

فشار در مايعات

س: فشار مايعات چگونه است؟

ج: مايعات نيز به دليل وزن خود داراي فشار هستند. اين امر باعث مي شود به اجسامي كه داخل مايعات هستند نيرو وارد شود.

آزمايش 5-4:

وسايل لازم: يك ليوان، يك ظرف

در ظرف آب بريزيد و ليوان را مطابق شكل زير(الف) در داخل ظرف قرار دهيد. سپس در حالي كه دقت مي كنيد هوا به داخل ليوان وارد نشود انتهاي آن را مطابق زير(ب) بيرون آوريد. مشاهده خود را يادداشت كنيد. چه مشاهده مي كنيد؟ توجيه هاي خود را در كلاس به بحث بگذاريد.

جواب:  در حالت اول وقتي ليوان را از آب خارج مي كنيم، به علت ايجاد خلاء در قمست بالايي آن، ضمن اينكه خارج كردن ليوان قدري مشكل مي شود، مقداري آب نيز همراه ليوان بالا مي آيد و اگر ليوان را بطور كامل از آب خارج نكنيم، آب داخل ليوان همچنان بالاتر از سطح آب باقي مي ماند و تقريباً تمامي فضاي داخلي ليوان را پر مي كند.

در حالت دوم وقتي ليوان را مطابق شكل(ب) وارد آب مي كنيم، هواي داخل ليوان در قسمت بالاي آن محبوس شده و ضمن اينكه وارد كردن ليوان را مشكل مي سازد، آب داخل ليوان نيز قدري پايين تر از سطح آب قرار مي گيرد.

 محاسبه فشار درون يك مايع؟

 مطابق شكل مقابل، ستوني از يك مايع به چگالي  كه به ارتفاع h در ظرفي به مساحت قاعده A قرار دارد، در نظر مي گيريم. نيرويي كه به كف ظرف وارد مي شود، معادل وزن ستون مايعي است كه بالاي آي قرار دارد. بنابراين براي محاسبه فشار بايد وزن ستون مايع را محاسبه كنيم، حجم اين مايع(V) از رابطه زير بدست مي آيد:

اگر چگالي مايع   باشد، جرم آن برابر است با:   

و نيز براي وزن مايع داريم:                                        

اين مقدار نيرويي است كه بر سطح A وارد مي شود. از تعريف فشار خواهيم داشت:

توجه كنيد براي اينكه  فشار(P) بر حسب N/m2  (پاسكال) حساب شود، بايد h بر حسب متر و  بر حسب kg/m3  باشد.

Eتذكر1: در صورتيكه فشار هوا( P0=105N/m2 ) را نيز بر سطح  مايع در نظر بگيريم، فشار كل در عمق h از مايع برابر مي شود با:

Eتذكر2: اگر بر سطح مايع   نيرويي مثل F نيز وارد شود، فشار در عمق h از سطح  آزاد آن  برابر خواهد بود با:

مقدار  برابر فشار ناشي از وزن مايع و فشار ناشي از نيروي F بر سطح مايع مي باشد.( A مساحت سطح آزاد مايع است).

 عوامل مؤثر بر فشار درون مايعات

 از رابطه   معلوم مي شود، فشار درون  يك مايع به چگالي مايع و عمق آن بستگي دارد.

مثال: عمق آب در مخزني 5m و فشار هوا 105Pa است. فشاركلي كه بر كف مخزن وارد مي شود چه اندازه است؟( آب).

جواب:

فعاليت 5-18: يك قوطي خالي را انتخاب و آن را در عمق هاي مختلف سوراخ كنيد. سپس آن را پر از آب كنيد. مشاهده هاي خود را توجيه كنيد.

جواب: از سوراخهاي پايين تر، آب با سرعت بيشتري خارج شده و مسافت بيشتر را طي مي كنند. نتيجه مي شود كه هر چه قدر در ظرف آب پايين تر برويم ميزان فشار بيشتر مي شود.

فعاليت 5-19: در داخل يك بطري پلاستيكي مقدار كمي آب جوش بريزيد و در آن را محكم ببنديد. سپس آب سرد روي آن بريزيد. مشاهده خود را به كلاس گزارش كنيد. و علت را در كلاس به بحث بگذاريد.

جواب: وقتي كه داخل بطري آب جوش مي ريزيم، بخار آب هواي قسمت خالي بطري را خارج مي كند. بعد از مدتي اين بخار سرد شده و به آب تبديل مي شود. در نتيجه فضاي خالي از آب به صورت خلاء در مي آيد. اما چون بطري پلاستيكي است، در هم فشرده مي شود تا اين خلاء‌را پر كند.

فعاليت 5-20: هنگامي كه با ني نوشابه مي خوريم چرا نوشابه از ني بالا مي آيد؟

جواب:   در اثر مكيدن ني، در داخل آن خلاء بوجود مي آيد. لذا نوشابه بالا مي آيد تا اين خلاء را پر نمايد.

فعاليت 5-21: آزمايش(5-4) را با يك ليوان پلاستيكي انجام دهيد. اگر در حالت (ب) ته ليوان را سوراخ كنيد چه اتفاقي مي افتد؟ مشاهده خود را توجيه كنيد.

جواب: اگر آزمايش (5-4) را با يك ليوان پلاستيكي انجام دهيم، در حالت اول خارج كردن ليوان، قسمت بالايي آن به علت وجود خلاء مچاله مي شود، و اگر ته ليوان را سوراخ كنيم، هوا از اين سوراخ وارد يا خارج مي گردد و اتفاقات قبل روي نمي دهد.

تمرين 5-1:

الف-فشار ناشي از آب در عمق 4 متري يك استخر چقدر است؟

ب- فشار كل در اين عمق چقدر است؟

جواب:الف)                                               

ب)                  

 

نكته 1: در عمق يكسان از يك مايع فشار مايع همواره برابر است يعني فشار در نقطه B برابر فشار در نقطه A

PA=PB

 

 

 

نكته 2: در عمق هاي يكسان از مايعات مختلف هر چه چگالي مايع بيشتر باشد فشارش بيشتر است.
نكته 3: فشار در يك مايع فقط به ارتفاع از سطح آزاد بستگي دارد.

سطح آزاد: سطحي است از مايع كه با هوا در ارتباط است.

 

 

 

نكته: هر چه از سطح دريا به اعماق دريا مي رويم فشار ناشي از مايع بيشتر مي شود.

يك زير دريا در عمق 40 متري آب دريا به چگالي  قرار دارد فشار ناشي از آب دريا بر بدنه زير دريايي چقدر است؟ (برحسب پاسكال).

 P=rgh=1000*10*40=400000pa