Witajcie, drodzy siódmoklasiści! Zajmiemy się hydrostatyką i aerostatyką. Przygotujmy się do sprawdzianu Nowej Ery!
Hydrostatyka: Co to takiego?
Hydrostatyka to dział fizyki. Bada ciecze w spoczynku.
Wyobraźcie sobie basen. Woda w nim stoi nieruchomo. Hydrostatyka opisuje, co się w tej wodzie dzieje. Np. jakie ciśnienie panuje na dnie.
Ciśnienie Hydrostatyczne
Ciecze wywierają nacisk. Nazywamy go ciśnieniem hydrostatycznym.
Wyobraźcie sobie piramidę zbudowaną z klocków. Im niżej klocek, tym większy nacisk wywierają na niego te u góry. Podobnie jest z wodą.
Im głębiej zanurkujemy w basenie, tym bardziej "czujemy" ciśnienie. To dlatego, że woda nad nami naciska na naszą skórę.
Ciśnienie hydrostatyczne zależy od dwóch rzeczy. Gęstości cieczy i głębokości.
Wzór: p = d * g * h
p - ciśnienie. d - gęstość cieczy. g - przyspieszenie ziemskie (około 10 m/s²). h - głębokość.
Gęstość to jak bardzo "zbita" jest substancja. Woda słona jest gęstsza niż woda słodka. Dlatego w Morzu Martwym łatwiej się unosić.
Głębiej = większe ciśnienie. Gęstsza ciecz = większe ciśnienie.
Prawo Pascala
Prawo Pascala mówi, że ciśnienie w cieczy rozchodzi się jednakowo we wszystkich kierunkach.
Wyobraźcie sobie balon napełniony wodą. Jeśli naciśniemy w jednym miejscu, ciśnienie wzrośnie w całej wodzie w balonie.
Dzięki temu działają hamulce hydrauliczne w samochodach. Naciskamy pedał hamulca. Ciśnienie przenosi się przez płyn hamulcowy do kół. Klocki hamulcowe dociskają tarcze. Samochód hamuje.
Siła Wyporu
Ciała zanurzone w cieczy wydają się lżejsze. To dlatego, że działa na nie siła wyporu.
Spróbujcie podnieść kamień pod wodą. Jest lżejszy niż na lądzie, prawda?
Siła wyporu jest równa ciężarowi cieczy wypartej przez ciało.
Wyobraźcie sobie, że wrzucacie do wanny duży klocek. Poziom wody się podnosi. Woda "ustąpiła miejsca" klockowi. Ciężar tej "ustąpionej" wody to właśnie siła wyporu.
Jeśli siła wyporu jest większa niż ciężar ciała, ciało pływa. Jeśli mniejsza, ciało tonie. A jeśli równe, ciało zawisa w cieczy.
Aerostatyka: Co to takiego?
Aerostatyka bada gazy w spoczynku. Najczęściej powietrze.
Podobnie jak ciecze, gazy również wywierają nacisk. To ciśnienie atmosferyczne.
Ciśnienie Atmosferyczne
Powietrze otacza nas z każdej strony. Wywiera na nas ogromny nacisk. Ale go nie czujemy, bo ciśnienie wewnątrz naszego ciała jest takie samo.
Ciśnienie atmosferyczne zależy od wysokości nad poziomem morza. Im wyżej, tym ciśnienie niższe. Bo jest mniej powietrza nad nami.
Dlatego na szczytach gór trudniej się oddycha. Jest mniej tlenu, a ciśnienie atmosferyczne jest niższe.
Prawo Archimedesa dla gazów
Podobnie jak w cieczach, w gazach też działa siła wyporu. Opisuje to prawo Archimedesa. Tylko że dotyczy gazów, a nie cieczy.
Ciepłe powietrze jest lżejsze niż zimne. Dlatego balony na ogrzane powietrze unoszą się.
Balon jest wypełniony ciepłym powietrzem. Ciepłe powietrze jest mniej gęste niż zimne powietrze na zewnątrz balonu. Siła wyporu jest większa niż ciężar balonu. Balon leci w górę!
Podsumowując: Ciśnienie atmosferyczne i siła wyporu w gazach to kluczowe pojęcia w aerostatyce.
Zastosowania Hydrostatyki i Aerostatyki
Hydrostatyka i aerostatyka mają mnóstwo zastosowań w życiu codziennym.
Hydrostatyka: hamulce samochodowe, pompy hydrauliczne, statki, batyskafy.
Aerostatyka: balony na ogrzane powietrze, sterowce, prognoza pogody (pomiar ciśnienia atmosferycznego).
Pamiętajcie! Zrozumienie tych zagadnień jest kluczem do sukcesu na sprawdzianie.
Powodzenia na sprawdzianie z hydrostatyki i aerostatyki! Uczcie się pilnie i korzystajcie z wizualizacji. To bardzo pomaga!
