Statika fluida

Sa Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigacija, traži
Question book-new.svg Ovaj članak ili neka od njegovih sekcija nije dovoljno potkrijepljena izvorima (literatura, web stranice ili drugi izvori).
Sporne rečenice i navodi bi mogli, ukoliko se pravilno ne označe validnim izvorima, biti obrisani i uklonjeni. Pomozite Wikipediji tako što ćete navesti validne izvore putem referenci, te nakon toga možete ukloniti ovaj šablon.
Mehanika kontinuuma
|BernoullisLawDerivationDiagram.png
p  r  u
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.

Pritisak kod fluida u mirovanju[uredi | uredi izvor]

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.

Hidrostatički pritisak[uredi | uredi izvor]

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.

Atmosferski pritisak[uredi | uredi izvor]

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

Potisak[uredi | uredi izvor]

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.

Efekti površinskog napona[uredi | uredi izvor]

Kapilarnost[uredi | uredi izvor]

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.

Kapi[uredi | uredi izvor]

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

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]