Sprawdzian Kl 7 Areostatuka I Hydrostatyka
Areostatyka i hydrostatyka to działy fizyki zajmujące się ciałami w spoczynku w gazach (areostatyka) i cieczach (hydrostatyka). Oznacza to, że badamy siły działające na przedmioty, które się nie poruszają w powietrzu lub wodzie.
Ciśnienie hydrostatyczne to ciśnienie wywierane przez ciecz w spoczynku. Im głębiej zanurzymy się w cieczy, tym większe ciśnienie na nas działa. Wynika to z faktu, że nad nami znajduje się coraz większy słup cieczy, którego ciężar oddziałuje na obszar, na którym się znajdujemy.
Wzór na ciśnienie hydrostatyczne: p = ρgh, gdzie p to ciśnienie, ρ (rho) to gęstość cieczy, g to przyspieszenie ziemskie (około 9.81 m/s²) i h to głębokość.
Na przykład, jeśli nurkujemy w jeziorze o gęstości wody 1000 kg/m³ na głębokość 10 metrów, ciśnienie hydrostatyczne będzie wynosić około 98100 Pa (paskali).
Prawo Archimedesa mówi, że na każde ciało zanurzone w cieczy lub gazie działa siła wyporu, skierowana pionowo do góry. Ta siła jest równa ciężarowi cieczy lub gazu wypartego przez to ciało.
Wzór na siłę wyporu: Fwyporu = ρVg, gdzie ρ to gęstość cieczy/gazu, V to objętość wypartej cieczy/gazu, a g to przyspieszenie ziemskie.
Przykładowo, jeśli zanurzymy drewniany klocek o objętości 0.001 m³ w wodzie, siła wyporu będzie równa ciężarowi 0.001 m³ wody. Jeśli siła wyporu jest większa od ciężaru klocka, klocek wypłynie na powierzchnię. Jeśli są równe, klocek będzie pływał zanurzony. Jeśli ciężar klocka jest większy, klocek zatonie.
Areostatyka stosuje te same zasady, tylko w odniesieniu do gazów. Na przykład, balon na ogrzane powietrze unosi się, ponieważ ogrzane powietrze wewnątrz balonu jest mniej gęste od otaczającego go chłodniejszego powietrza, co powoduje powstanie siły wyporu.
