Kapitel 9 Hydrostatik. Fysik 1 - MB 2008

Transkript

1

2

3

4

5

6 Tryck Kraft per yta kallas tryck. När en kraft F verkar vinkelrätt och jämnt fördelad mot en yta A erhålls trycket p F p där A p = tryck F = kraft A = area eller yta

7 Tryck forts. p F A Enheten för tryck blir N/m 2 = Pa (pascal)

8 Exempel 9.1 En säck har längden 2,5 m, bredden 1,8 m och en massa på 1,5 ton. Bestäm trycket mot däcket, som säcken ligger på.

9 Exempel 9.2 Kapitel 9 Telegrafisten ombord skall sätta upp ett anslag på en tavla. Han använder ett häftstift. Huvudet på häftstiftet är 10 mm i diameter, spetsens diameter är 0,5 mm. Han trycker med kraften 3,5 N mot häftstiftets huvud. Bestäm trycket på stiftets huvud och trycket av stiftets spets mot anslagstavlan.

10

11

12

13 Fluid med konstant densitet

14

15

16 Exempel 9.3 Bestäm det hydrostatiska trycket 30 m under vattenytan då vattnets densitet är 1030 kg/m 3.

17 Exempel 9.4 På bottnen av en oljecistern uppmäts trycket 163 kpa. Bestäm oljenivån i cisternen då oljans densitet är 910 kg/m 3.

18 Exempel 9.5 Kapitel 9 I en stängd tank är vätskehöjden 3,5 m. Över vätskeytan uppmäts gastrycket 460 kpa och vid tankens botten 490 kpa. Bestäm vätskans densitet. Vilken vätska kan det vara fråga om?

19

20 Pascals princip Kraften mot bottnen i ett kärl är endast beroende av vätskehöjden och av bottnens area. Trycket (det hydrostatiska trycket) vid bottnen är alltid det samma då vattnet har samma höjd.

21 Exempel 9.6 En nergrävd tank är 1,5 m hög och påfyllningsröret når 12 m över tankens övre kant. Bestäm trycket mot tankens övre kant när tanken och röret är fyllda med olja (densiteten = 910 kg/m 3 ). Bestäm också trycket mot tankens botten.

22 Mätning av tryck och sammanhängande kar Manometri mäter höjden på en vätskepelare för att bestämma trycket För kommunicerande kärl med samma fluid är trycket detsamma vid samma vertikala höjd. Häller vi en vätska i ett av karen så strömmar vätskan till det andra tills ytorna i de båda får samma höjd.

23 U-röret Vi har två olika vätskor med olika densiteter (ρ 1 och ρ 2 )iuröret. Horisontalnivån är markerad H 1 H 2, där vätskorna möts i höger gren. Trycket vid den nivån är lika i de båda grenarna: p = ρ 1 g h 1 = ρ 2 g h 2 eller ρ 1 h 1 = ρ 2 h 2

24

25 U-rörsmanometer

26 Exempel 9.8. Ett U-rör fylls med lite färskvatten med densiteten 1000 kg/m 3 och sedan med lite olja i den andra skänkeln. Vattenhöjden är 24 cm och oljans höjd (i högra skänkeln) 27 cm. Bestäm oljans densitet.

27

28

29

30 Exempel 9.9. Ett ankare har massan 2000 kg och volymen 0,28 m 3.Hur stor är lyftkraften då ankaret är helt nedsänkt i havsvatten? Vattnets densitet = 1025 kg/m 3. Bestäm också ankarets tyngd i vattnet.

31 Exempel På grund av högvatten har en boj kommit under vatten medhelasinvolympå0,12m 3. Bojens massa är 15 kg. Hur stor blir dragkraften i kättingen, som bojen är fastsatt med? Vi räknar med att havsvattnet har en densitet på 1025 kg/m 3.

32 Exempel En pråm har formen av ett prisma. Den är 8 m lång, 4 m bred och 1,6 m hög (yttre mått). När den är tom och ligger horisontellt i havsvatten (densiteten = 1030 kg/m 3 )sjunker den 0,3 m. Bestäm pråmens tyngd Hur många ton kan vi lasta pråmen med då vi önskar ett fribord på 0,3 m?

33 Exempel Tyngden av ett järnstycke är 468 N i luft. När det är helt nedsänkt i färskvatten uppmäts tyngden 408 N. Bestäm järnstyckets densitet.