فشار، نیروی وارد بر سطح است. هدف ما مطالعه فشار در شاره ها (مایعات و گازها) می باشد.
وقتی جسمی داخل سیال قرار می گیرد، نیروهایی عمود بر سطح آن از تمامی جهات وارد می شود. فشار در سیال به 3 عامل چگالی، ارتفاع و شتاب گرانش وابسته است.(البته فشار هوا نیز موثر بوده که در این آزمایش مطالعه نمی شود.)
وارد آزمایش شوید، حالت اول یه ظرف ساده است. ظرف را پر از مایع کرده و با فشارسنج نقاط مختلف را بررسی کنید و ببنید آیا واقعا در ارتفاع برابر فشارسنج ها عدد یکسانی نشان خواهند داد؟ شروع کنید به تغییر چگالی ماده، چه تاثیری روی فشار خواهد داشت؟ شتاب گرانش را تغییر داده و بررسی کنید مایعی مانند آب در عمقی مشخص، چه فشاری در سیاره مشتری خواهد داشت.
شکل ظرف را تغییر داده و حالت دوم را فعال کنید، آزمایش کرده و ببینید آیا شکل ظرف تاثیری رو فشار مایع دارد؟
در حالت سوم علاوه بر تمامی مطالب قبلی، از وزنه هایی برای ایجاد فشار مضاعف در مایع استفاده خواهیم کرد. یکی از وزنه ها را برداشته و روی دهانه ظرف قرار دهید، این عمل باعث تغییر ارتفاع مایع در سمت چپِ ظرف شده و دیگر ارتفاع آب در دو طرف برابر نخواهد بود. سعی کنید مقدار فشار جدید را از طریق روابط موجود در فصل 2 فیزیک دهم حساب کنید.
در حالت پایانی مایع با چگالی مجهول داریم. با استفاده از عمق مایع، فشار هوا، شتاب گرانش و عدد موجود روی فشارسنج چگالی مایع را به راحتی می توانید حساب کنید. در آزمایش آخر عملا شما روش محاسبه چگالی مایعات را بررسی کردید که از همین طریق می توان چگالی سنج طراحی کرد.
به سوال زیر فکر کرده و پاسخ خود را در قسمت "پرسش و پاسخ" ارسال کنید:
در حالت سوم با تغییر چگالی مایع ارتفاع آن ثابت می ماند اما هنگام اضافه کردن وزنه های موجود، ارتفاع های متفاوتی در سمت چپِ ظرف شاهد هستیم. به نظر شما علت چیست؟
- آشنایی با فشار در جامدات، مایعات و گازها
- مطالعه فشار در شاره ها و رابطه فیزیکی آن
- بررسی عوامل موثر بر فشار سیال
- پیش بینی فشار مایعات در سیارات دیگر
زینب
۵ شهریور ۱۴۰۲در قسمت سوم با توجه به اینکه سطح مقطع مشخص نیست چگونه فشار وزنه را محاسبه کنیم؟
علی کرمی
ابتدا فشار سنجی در سمت راست قرار داده (سمت چپ هم می توانید قرار دهید اما شکل شلوغ می شود) و فشار آن را یادداشت کنید. سپس در سمت چپ خط کش قرار دهید، به نحوی که صفر آن دقیقا سطح مایع باشد. حال وزنه‌ای در سمت چپ قرار دهید.
فشار جدید را یادداشت کرده و از فشار اولیه کم کنید تا تغییر فشار محاسبه شود. این مقدار، معادل فشار به وجود آمده ناشی از وزنه خواهد بود که جرم آن را دارید و شتاب گرانش نیز مشخص است. طبق رابطه mg/A = P (که P اختلاف فشار، m جرم جسم و g شتاب گرانش است) می توانید سطح مقطع سمت چپ را محاسبه کنید.
همچنین از روی خط کش می توانید ارتفاعی که مایع سمت چپ پایین رفته را مشاهده کنید، اگر تغییر ارتفاع سمت راست را اندازه بگیرید به سادگی می توانید سطح مقطع سمت راست را هم حساب کنید. (حجم مایعی که از سمت چپ پایین رفته با حجم مایعی که سمت راست بالا آمده برابر می باشد، پس طبق فرمول V=Ah می توانید سطح مقطع سمت راست را بدست آورید.)
موفق و پیروز باشید.