Statika fluida

Sa Wikipedije, slobodne enciklopedije

Mehanika kontinuuma
Klasična mehanika
Napon · Naprezanje · Tenzor
Mehanika čvrstih tijela
Čvrsta tijela · Elastičnost

Plastičnost · Hookeov zakon
Reologija · Viskoelastičnost
Mehanika fluida
Fluidi · Statika fluida
Dinamika fluida · Viskoznost · Njutnski fluidi
Nenjutnski fluidi
Površinsko naprezanje
Naučnici
Ovaj okvir: pregled • razgovor • uredi
Tabela hidraulike i hidrostatike, iz Cyclopaediae iz 1728. godine.
Tabela hidraulike i hidrostatike, iz Cyclopaediae iz 1728. godine.

Statika fluida (naziva se i hidrostatika) je nauka o mirovanju fluida. To je jedna od nauka u mehanici fluida. Ona proučava uslove pod kojima su fluidi u stanju stabilne ravnoteže. Korištenje fluida za dobijanje rad proučava hidraulika, a nauka o kretanju fluida naziva se dinamika fluida.

Sadržaj

[uredi] Pritisak kod fluida u mirovanju

Zbog nemogućnosti da se usprotive deformacijama, fluidi stvaraju pritisak normalan na bilo koju kontaktnu površinu. Dodatno, kada je fluid u ravnoteži, taj pritisak je izotropan, npr. djeluje sa istim intenzitetom u svim smjerovaima. Ova karakteristika dozvoljava fluidima da prenose silu kroz dužinu cijevi, npr. sila kojom se djeluje na fluid u cijevi se prenosi, preko fluida, do drugog kraja cijevi. Ako sile nisu izbalansirane, fluid će se kretati u smijeru rezultantne sile.

Ovaj koncept je prvi formulisao, u nešto dužoj formi, francuski matematičar i filozof Blaise Pascal 1647. godine, da bi kasnije bio poznat kao Pascalov zakon. Ovaj zakon ima mnogo važnih primjena u hidraulici.

[uredi] Hidrostatički pritisak

Zamislimo malo kocku tečnosti u stanju mirovanja ispod slobodne površine, pritisak uzrokovan visinom tečnosti iznad mora biti izbalansiran sa otpornim pritiskom u ovoj maloj kocki. Za beskonačno malu kocku napon je isti u svim smjerovima, te se težina tečnosti ili ekvivalentni pritisak može napisati kao

\ P = \rho g h +P_a

gdje je,

  • P - hidrostatički pritisak;
  • ρ - gustina tečnosti;
  • g - gravitaciono ubrzanje;
  • h - visina tečnosti iznad;
  • Pa - atmosferski pritisak.

[uredi] Atmosferski pritisak

Zakon idealnog plina pretpostavlja da, za gas konstantne temperature, T, njegova gustina, ρ, će varitati sa visinom, h, kao:

\ \rho\ (h)=\rho\ (0) e^{-Mgh/RT}

gdje je:

g - gravitaciono ubrzanje
T - apsolutna temperatura (npr. u kelvinima)
R - konstanta idealnog plina
M - molarna masa
ρ - gustina
h - visina

[uredi] Potisak

Čvrsto tijelo uronjeno u fluid će imati silu potiska usmjerenu prema gore jednaku težini istisutog fluida. Ovo se dešava zbog hidrostatičkog pritiska u fluidu.

U slučaju tankera, na primjer, njegova sila težine je izbalansirana potisnom silom istisnute vode, što mu omogućava da plovi. Ako de doda još tereta na brod, uronit će još više u vodu - pri tome istisne još više vode, te zbog toga dobije veću potisnu silu kojom balansira nestabilnost, koja je izazvana dodavanjem tereta.

Otkriće principa potiska je pridodjeljuje Arhimedu.

[uredi] Efekti površinskog napona

[uredi] Kapilarnost

Kada se tečnost nalazi u cijevčicama čije su dimenzije male u odnosu na dužinu istih, efekt površinskog napona postaje važan i dovodi do dormacije meniskusa kroz kapilarnost.

[uredi] Kapi

Bez površinskog napona, kapi se ne bi mogle formirati. Dimenzije je stabilnost se određuje preko površinskog napona.

[uredi] Također pogledajte

Preuzeto sa: "http://bs.wikipedia.org/wiki/Statika_fluida"