Fandom

Science Wiki

Υδροστατική

63.255pages on
this wiki
Add New Page
Talk1 Share

Ad blocker interference detected!


Wikia is a free-to-use site that makes money from advertising. We have a modified experience for viewers using ad blockers

Wikia is not accessible if you’ve made further modifications. Remove the custom ad blocker rule(s) and the page will load as expected.

Υδροστατική

Hydrostatics


Physics-Atom-01-goog.jpg

Φυσική
Φυσικοί Γης Νόμοι Φυσικής Νόμοι Φυσικής Θεωρίες Φυσικής Πειράματα Φυσικής Παράδοξα Φυσικής

Falling-Body-01-goog.jpg

Άνωση, Υδροστατική Επίδραση.

Hydrostatics-Laws-Pascal-01-goog.jpg

Νόμος Pascal

Hydrostatics-Laws-Pascal-02-goog.jpg

Νόμος Pascal

Hydrostatics-Laws-Pascal-03-goog.jpg

Νόμος Pascal

- Επιστημονικός Κλάδος της Κλασσικής Φυσικής.

ΕτυμολογίαEdit

Η ονομασία "Υδροστατική" σχετίζεται, ενδεχομένως, ετυμολογικά με την λέξη "ύδωρ".

ΕισαγωγήEdit

Κλάδος της Φυσικής που εξετάζει τους νόμους ισορροπίας των υγρών

Η Υδροστατική αποτελεί το μέρος εκείνο της Φυσικής που πραγματεύεται κυρίως τα ηρεμούντα υγρά.

Αποτελεί δε κλάδο της Μηχανικής των υγρών.

Ιστορική εξέλιξη της Υδροστατικής Edit

Με τη συμπεριφορά των υγρών είτε «εν στάσει» είτε «εν ηρεμία» ασχολήθηκε από τους αρχαιότατους χρόνους ο άνθρωπος, στη προσπάθειά του να επιλύσει τα διάφορα πρακτικά προβλήματα που του παρουσιάζονταν.

Η πρώτη όμως συστηματική μελέτη των υγρών ανάγεται στην ελληνική αρχαιότητα. Πραγματικά τον 3ο αιώνα π.Χ. ο Αρχιμήδης είναι ο πρώτος που ανακαλύπτει την άνωση και διατυπώνει την ομώνυμή του αρχή. Με τα υγρά ασχολήθηκε επίσης και ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς.

Κατά τη διάρκεια του Μεσαίωνα και μέχρι τους νεώτερους χρόνους μικρή μόνο πρόοδος σημειώθηκε στην Υδροστατική και αυτή θεωρητική.

Όπως το 1583 περίπου, ο Ολλανδός μαθηματικός Simon Stevin, (1548 - 1620) απέδειξε ότι η πίεση που ασκεί ένα υγρό πάνω σε μια δεδομένη επιφάνεια εξαρτάται από το βάθος στο οποίο βρίσκεται η επιφάνεια και όχι από το σχήμα του δοχείου που περιέχει το υγρό.

Όμως κατά τον 17ο αιώνα ο Pascal διατύπωσε τη θεμελιώδη αρχή της υδροστατικής τη γνωστή ως «Αρχή Pascal». Από τότε η περαιτέρω πρόοδος της υδροστατικής συνίσταται κυρίως αφενός σε θεωρητικές διερευνήσεις των δύο παραπάνω βασικών αρχών, αφετέρου σε πρακτικές εφαρμογές των πορισμάτων αυτών.

Αρχές της Υδροστατικής Edit

Η Υδροστατική στηρίζεται στις δύο κυρίως αρχές:

στην «Αρχή Pascal» κατά την οποία η υδροστατική πίεση παραμένει σταθερά σε όλη τη μάζα του ηρεμούντος υγρού, που δεν υφίσταται επίδραση δυναμικού πεδίου και

στην «Αρχή Αρχιμήδη», σύμφωνα με την οποία κάθε σώμα βαπτιζόμενο σε υγρό υφίσταται άνωση ίση με το βάρος του ύδατος που εκτοπίζει.

Μια τρίτη επίσης αρχή αφορά την συμπιεστικότητα των υγρών. Από τις τρεις αυτές αρχές προκύπτουν όλα τα θεωρήματα, οι νόμοι και οι εφαρμογές της υδροστατικής.

  • Η συμπεριφορά των πραγματικών υγρών υπό την επίδραση των μοριακών δυνάμεων αποτελεί ιδιαίτερο κεφάλαιο της Υδροστατικής όπου και εξετάζονται η επιφανειακή τάση, τα τριχοειδή φαινόμενα οι δυνάμεις συνοχής και συνάφειας κλπ.

Οι σημαντικότεροι νόμοι και αρχές της υδροστατικής αναλυτικά είναι:

Θεμελιώδης νόμος της υδροστατικής Edit

Ο νόμος αυτός αφορά υγρό που ισορροπεί μέσα σε ένα Βαρυτικό Πεδίο. Ο θεμελιώδης νόμος της υδροστατικής αναφέρει ότι η Υδροστατική Πίεση που ασκείται από το υγρό σε ένα σημείο του που βρίσκεται σε βάθος h, ισούται με το γινόμενο της πυκνότητας του υγρού (ρ), της επιτάχυνσης της βαρύτητας (g) και του βάθους από την επιφάνεια του υγρού (h), δηλαδή ισχύει:

P=\mathbf{\rho g h}

Αρχή Pascal Edit

Η Αρχή Pascal διατυπώθηκε από τον Pascal και αναφέρει ότι η Υδροστατική Πίεση που δημιουργεί ένα εξωτερικό αίτιο σε κάποιο σημείο του υγρού μεταφέρεται αναλλοίωτη σε όλα τα σημεία του υγρού.

Αρχή Αρχιμήδη Edit

Η αρχή Αρχιμήδη που διατυπώθηκε από τον αρχαίο Έλληνα μαθηματικό Αρχιμήδη, αναφέρει ότι κάθε σώμα που είναι πλήρως βυθισμένο σε ένα ρευστό δέχεται δύναμη άνωσης, ίση με το βάρος του ρευστού που εκτοπίζει.

Ισχύει δηλαδή:

A=\mathbf{B}υγρ

Μαθηματική περιγραφή Edit

Η βασική εξίσωση που περιγράφει ένα στατικό, ασυμπίεστο και ιδανικό ρευστό σε μηχανική ισορροπία είναι η εξής:

 \boldsymbol{\nabla}P=\rho \bold{f}_{\textrm{ex}}\ ,

όπου P η πίεση του ρευστού, ρ η πυκνότητά του (την οποία θεωρούμε σταθερή) και fex οι εξωτερικές δυνάμεις ανά μονάδα όγκου που μπορεί να ασκούνται στο ρευστό.

Η παραπάνω εξίσωση αποτελεί ειδική περίπτωση της εξίσωσης Euler στη Ρευστομηχανική.

Απουσία εξωτερικών δυνάμεων Edit

Αν το σύνολο των εξωτερικών δυνάμεων που ασκούνται σε ένα ρευστό είναι μηδέν (fex=0), τότε η εξίσωση του Όιλερ για το ρευστό παίρνει την απλούστερη μορφή:

 \boldsymbol{\nabla}P=0

Η φυσική σημασία του παραπάνω αποτελέσματος είναι ότι η πίεση στο εσωτερικό του ρευστού θα είναι παντού η ίδια.

Ομογενές Βαρυτικό Πεδίο Edit

Μία ακόμα ενδιαφέρουσα περίπτωση είναι εκείνη κατά την οποία ένα δοχείο που περιέχει ένα ρευστό βρίσκεται μέσα σε ομογενές Βαρυτικό Πεδίο (όπως εκείνο στην επιφάνεια της Γης).

Στη περίπτωση αυτή, η εξωτερική δύναμη ανά μονάδα όγκου που ασκείται στο ρευστό ισούται με ρg, όπου g η επιτάχυνση που προκαλεί το Βαρυτικό Πεδίο.

Αν θεωρήσουμε λοιπόν ότι το ρευστό βρίσκεται στο εσωτερικό ενός δοχείου που τοποθετείται κάθετα στην επιφάνεια της Γης, τότε μπορούμε να επιλέξουμε ένα καρτεσιανό σύστημα αξόνων και να θεωρήσουμε ότι το επίπεδο xy βρίσκεται παράλληλο στην επιφάνεια, ενώ ο άξονας z κατά μήκος του δοχείου. Σύμφωνα με τις παραπάνω συμβάσεις, η εξίσωση Όιλερ που ικανοποιεί το ρευστό στην κατάσταση μηχανικής ισορροπίας είναι:

 \boldsymbol{\nabla}P=\rho\bold{g} \ \xrightarrow \ \begin{cases} \partial_xP = 0 \\ \partial_yP = 0 \\ \partial_zP = -\rho g \end{cases}

Η πίεση εξαρτάται λοιπόν μόνο από το ύψος του ρευστού στο δοχείο, ανεξάρτητα από το ακριβές σχήμα που εκείνο έχει.

Αν h είναι το βάθος από τη επιφάνεια του ρευστού στο δοχείο, τότε η πίεση σε βάθος h δίνεται από τον τύπο:

 P(h)=P_0+\rho gh \ \ \

όπου P0 η πίεση στην επιφάνεια του ρευστού, η οποία στην περίπτωση της επιφάνεια της Γης αντιστοιχεί στην Ατμοσφαιρική Πίεση.

ΘεματολογίαEdit

ΥποσημειώσειςEdit

Εσωτερική ΑρθρογραφίαEdit

ΒιβλιογραφίαEdit

ΙστογραφίαEdit


Ikl.jpg Κίνδυνοι ΧρήσηςIkl.jpg

Αν και θα βρείτε εξακριβωμένες πληροφορίες
σε αυτήν την εγκυκλοπαίδεια
ωστόσο, παρακαλούμε να λάβετε σοβαρά υπ' όψη ότι
η "Sciencepedia" δεν μπορεί να εγγυηθεί, από καμιά άποψη,
την εγκυρότητα των πληροφοριών που περιλαμβάνει.

"Οι πληροφορίες αυτές μπορεί πρόσφατα
να έχουν αλλοιωθεί, βανδαλισθεί ή μεταβληθεί από κάποιο άτομο,
η άποψη του οποίου δεν συνάδει με το "επίπεδο γνώσης"
του ιδιαίτερου γνωστικού τομέα που σας ενδιαφέρει."

Πρέπει να λάβετε υπ' όψη ότι
όλα τα άρθρα μπορεί να είναι ακριβή, γενικώς,
και για μακρά χρονική περίοδο,
αλλά να υποστούν κάποιο βανδαλισμό ή ακατάλληλη επεξεργασία,
ελάχιστο χρονικό διάστημα, πριν τα δείτε.



Επίσης,
Οι διάφοροι "Εξωτερικοί Σύνδεσμοι (Links)"
(όχι μόνον, της Sciencepedia
αλλά και κάθε διαδικτυακού ιστότοπου (ή αλλιώς site)),
αν και άκρως απαραίτητοι,
είναι αδύνατον να ελεγχθούν
(λόγω της ρευστής φύσης του Web),
και επομένως είναι ενδεχόμενο να οδηγήσουν
σε παραπλανητικό, κακόβουλο ή άσεμνο περιεχόμενο.
Ο αναγνώστης πρέπει να είναι
εξαιρετικά προσεκτικός όταν τους χρησιμοποιεί.

- Μην κάνετε χρήση του περιεχομένου της παρούσας εγκυκλοπαίδειας
αν διαφωνείτε με όσα αναγράφονται σε αυτήν

IonnKorr-System-00-goog.png



>>Διαμαρτυρία προς την wikia<<

- Όχι, στις διαφημίσεις που περιέχουν απαράδεκτο περιεχόμενο (άσεμνες εικόνες, ροζ αγγελίες κλπ.)


Also on Fandom

Random Wiki