Mayeyə cazibə qüvvəsi təsir etdiyi üçün maye maddənin çəkisi olur. Ağırlıq onun dayağa, yəni töküldüyü qabın dibinə basdığı qüvvədir. Paskal qanunu deyir: mayenin təzyiqi onun gücünü dəyişmədən onun istənilən nöqtəsinə ötürülür. Bir mayenin gəminin dibinə və divarlarına təzyiqini necə hesablamaq olar? İllüstrativ nümunələrdən istifadə edərək məqaləni başa düşəcəyik.
Təcrübə
Təsəvvür edək ki, maye ilə dolu silindrik bir qabımız var. Maye təbəqəsinin hündürlüyünü h, qabın dibinin sahəsini - S və mayenin sıxlığını - ρ işarələyirik. İstədiyiniz təzyiq P-dir. Səthə 90 ° bucaq altında hərəkət edən qüvvəni bu səthin sahəsinə bölmək yolu ilə hesablanır. Bizim vəziyyətimizdə səth qabın dibidir. P=F/S.
Gəminin dibinə olan maye təzyiqinin qüvvəsi çəkidir. Təzyiq gücünə bərabərdir. Mayemiz sabitdir, buna görə də çəki cazibə qüvvəsinə bərabərdir(Fstrand) mayeyə təsir edir və buna görə də təzyiq qüvvəsi (F=Fgücü). Fheavy aşağıdakı kimi tapılır: mayenin kütləsini (m) sərbəst düşmə sürətinə (g) vurun. Kütləni o zaman tapmaq olar ki, mayenin sıxlığı nə qədərdir və qabda həcmi nə qədərdir. m=ρ×V. Gəminin silindrik forması var, ona görə də silindrin əsas sahəsini maye təbəqənin hündürlüyünə (V=S×h) vuraraq onun həcmini tapacağıq.
Gəminin altındakı maye təzyiqinin hesablanması
Hesablaya biləcəyimiz kəmiyyətlər bunlardır: V=S×h; m=ρ×V; F=m×g. Onları birinci düsturda əvəz edək və aşağıdakı ifadəni alaq: P=ρ×S×h×g/S. Say və məxrəcdə S sahəsini azaldaq. Formuladan yox olacaq, yəni dibdəki təzyiq gəminin sahəsindən asılı deyil. Bundan əlavə, bu, qabın formasından asılı deyil.
Mayenin qabın dibində yaratdığı təzyiqə hidrostatik təzyiq deyilir. "Hydro" "su"dur və statikdir, çünki maye hərəkətsizdir. Bütün çevrilmələrdən (P=ρ×h×g) sonra alınan düsturdan istifadə edərək, qabın altındakı mayenin təzyiqini təyin edin. İfadədən də görünür ki, maye nə qədər sıx olarsa, onun qabın dibinə təzyiqi bir o qədər çox olar. h. dəyərinin nə olduğunu daha ətraflı təhlil edək.
Maye sütununda təzyiq
Deyək ki, qabın altını müəyyən qədər artırdıq, maye üçün əlavə yer əlavə etdik. Əgər balığı qaba yerləşdirsək, onun üzərindəki təzyiq əvvəlki təcrübədəki və ikinci, böyüdülmüş qabda eyni olacaqmı? Təzyiq balığın altında olandan dəyişəcəksu var? Yox, çünki üstündə müəyyən maye təbəqəsi var, onun üzərinə cazibə qüvvəsi təsir edir, yəni suyun çəkisi var. Aşağıdakıların əhəmiyyəti yoxdur. Buna görə də təzyiqi mayenin çox qalınlığında tapa bilərik, h isə dərinlikdir. Bu mütləq dibə qədər olan məsafə deyil, alt daha aşağı ola bilər.
Təsəvvür edək ki, balığı eyni dərinlikdə qoyaraq 90° çevirdik. Bu ona olan təzyiqi dəyişəcəkmi? Xeyr, çünki dərinlikdə bütün istiqamətlərdə eynidir. Bir balığı gəminin divarına yaxınlaşdırsaq, eyni dərinlikdə qalsa, üzərinə düşən təzyiq dəyişəcəkmi? Yox. Bütün hallarda h dərinliyindəki təzyiq eyni düsturla hesablanacaq. Bu o deməkdir ki, bu düstur bizə h dərinliyində, yəni mayenin qalınlığında qabın dibinə və divarlarına mayenin təzyiqini tapmağa imkan verir. Nə qədər dərin olsa, bir o qədər böyükdür.
Maili qabda təzyiq
Təsəvvür edək ki, təxminən 1 m uzunluğunda bir boru var. Ora maye tökürük ki, tam dolsun. Tam olaraq eyni borunu götürək, ağzına qədər doldurulur və onu bir açı ilə yerləşdirək. Damarlar eynidir və eyni maye ilə doldurulur. Buna görə həm birinci, həm də ikinci borulardakı mayenin kütləsi və çəkisi bərabərdir. Bu qabların dibində yerləşən nöqtələrdə təzyiq eyni olacaqmı? İlk baxışdan belə görünür ki, P1 təzyiqi P2 bərabərdir, çünki mayelərin kütləsi eynidir. Ehtimal edək ki, belədir və gəlin bunu yoxlamaq üçün təcrübə edək.
Bu boruların aşağı hissələrini kiçik bir boru ilə birləşdirin. Əgər aP1 =P2 olan fərziyyəmiz doğrudur, maye harasa axacaqmı? Xeyr, çünki onun hissəcikləri bir-birini kompensasiya edən əks istiqamətdə qüvvələrdən təsirlənəcək.
Gəlin maili borunun yuxarı hissəsinə huni bağlayaq. Şaquli boruda bir çuxur düzəldirik, içərisinə bir boru daxil edirik, aşağı əyilir. Çuxurun səviyyəsindəki təzyiq ən yuxarıdakından daha böyükdür. Bu o deməkdir ki, maye nazik bir borudan axacaq və huni dolduracaq. Maili borudakı mayenin kütləsi artacaq, maye sol borudan sağa axacaq, sonra yüksələcək və dairəvi dövrə vuracaq.
İndi isə huni üzərində bir turbin quraşdıracağıq, onu elektrik generatoruna bağlayacağıq. O zaman bu sistem heç bir müdaxilə olmadan öz gücü ilə elektrik enerjisi istehsal edəcək. O, dayanmadan işləyəcək. Deyəsən, bu "əbədi hərəkət maşını"dır. Lakin hələ 19-cu əsrdə Fransa Elmlər Akademiyası bu cür layihələri qəbul etməkdən imtina etdi. Enerjinin saxlanması qanunu deyir ki, “əbədi hərəkət edən maşın” yaratmaq mümkün deyil. Beləliklə, P1 =P2 ehtimalımız səhvdir. Əslində P1< P2. Beləliklə, bucaq altında yerləşən borudakı mayenin damarın dibinə və divarlarına təzyiqini necə hesablamaq olar?
Maye sütununun hündürlüyü və təzyiqi
Bunu öyrənmək üçün aşağıdakı düşüncə təcrübəsini edək. Maye ilə doldurulmuş bir qab götürün. İçinə iki boru yerləşdiririkmetal mesh. Birini şaquli, digərini isə əyri şəkildə yerləşdirəcəyik ki, onun aşağı ucu ilk borunun dibi ilə eyni dərinlikdə olsun. Qablar h eyni dərinlikdə olduğundan, mayenin qabın dibinə və divarlarına təzyiqi də eyni olacaq.
İndi borulardakı bütün deşikləri bağlayın. Möhkəm hala gəldiklərinə görə aşağı hissələrində təzyiq dəyişəcəkmi? Yox. Təzyiq eyni olsa da, damarlar bərabər ölçüdə olsa da, şaquli borudakı mayenin kütləsi daha azdır. Borunun dibinin yerləşdiyi dərinliyə maye sütununun hündürlüyü deyilir. Bu anlayışa tərif verək: bu, sərbəst səthdən mayenin müəyyən nöqtəsinə qədər şaquli olaraq ölçülən məsafədir. Bizim nümunəmizdə maye sütununun hündürlüyü eyni olduğu üçün təzyiq də eynidir. Əvvəlki təcrübədə sağ borudakı maye sütununun hündürlüyü soldakından daha böyükdür. Buna görə də, P1 təzyiqi P2-dən azdır.
