Jak rozwiązać zadanie z manometrami i mechaniki płynów?
Zadanie mechaniczne? Manometry? Hydrostatyka? Brzmi poważnie, ale spokojnie! Dzisiaj rozwiążemy to zadanie tak, że nawet Einstein by się uśmiechnął! A Ty przy okazji dowiesz się, jak wyliczyć wysokość słupa cieczy w manometrze.
Zanim zaczniemy – jeśli czujesz, że chcesz bardziej zgłębić temat mechaniki płynów, koniecznie zajrzyj na nasz kanał YouTube kliknij tutaj!. Znajdziesz tam pełno fajnych filmików z przykładami i objaśnieniami, które rozjaśnią Ci nawet najciemniejsze zakamarki tego działu fizyki.
Dodatkowo, nie zapomnij odwiedzić naszego kursu z mechaniki płynów na fizyka-kursy.pl, gdzie czeka na Ciebie pełna dawka wiedzy, darmowe wzory i schematy – idealne dla każdego, kto chce opanować ten temat jak mistrz!
Treść zadania - na spokojnie!
Po krótkiej przerwie dostaliśmy od Mateusza z PWSZ Kalisz zadanie z manometrów. Zadanie jest z mechaniki płynów.
Oto pełna treść zadania:
"Oblicz, ile wynosi wysokość h, jeśli w zbiorniku panuje ciśnienie 140 000 Pa, a drugi koniec rurki jest otwarty i umieszczony w ciśnieniu atmosferycznym. Załóż, że δHg = 13 600 kg/m³, δH₂O = 1 000 kg/m³."
Manometry w praktyce: o co tu właściwie chodzi?
Zanim zaczniesz rzucać klawiaturą w stronę monitora, pomyśl: to tylko fizyka! I chociaż manometry mogą wydawać się jak małe tortury, tak naprawdę to po prostu urządzenia mierzące ciśnienie. Jedna strona rurki jest zamknięta w zbiorniku z jakimś ciśnieniem (w tym przypadku mamy 140 000 Pa), a druga otwarta na świat, gdzie panuje ciśnienie atmosferyczne.
Płaszczyzna tych samych ciśnień? To wcale nie takie trudne!
Czas na mały protip! Gdy w zadaniu pojawia się płaszczyzna tych samych ciśnień, oznacza to, że w danym punkcie (np. na tej magicznej płaszczyźnie) ciśnienia się wyrównują. Serio, nie ma tu żadnych czarów – po prostu z jednej strony i z drugiej jest to samo ciśnienie. Dziękuję, do widzenia!
Obliczenia: Ile wynosi ta tajemnicza wysokość h?
Zanim się zabierzemy za wzory, pamiętaj: im bardziej skomplikowane zadanie, tym lepiej będzie smakowała pizza po jego rozwiązaniu. Skoro jednak mamy obliczyć wysokość słupa cieczy w manometrze, użyjemy wzoru na ciśnienie hydrostatyczne:
Manometry w skrócie - na co uważać?
Zanim wrócisz do binge-watchingu swoich ulubionych seriali, pamiętaj o kilku rzeczach, które pomogą Ci w przyszłych zadaniach z manometrami:
- Płaszczyzna tych samych ciśnień – brzmi skomplikowanie, ale to po prostu punkt, gdzie ciśnienia są równe. Żadnych tajemnic!
- Gęstość cieczy – różne ciecze mają różną gęstość. Na szczęście mamy wzory, które to załatwiają.
- Różnica ciśnień – to kluczowy punkt w manometrach, bo to ona pozwala obliczyć wysokość słupa cieczy.
Podsumowanie - manometry, ciśnienie
I to tyle! Mechanika płynów to nie takie straszne monstrum, jak się wydaje. A manometry? Cóż, po dzisiejszym rozwiązaniu można je potraktować jak starych znajomych. Ciśnienie, różnica ciśnień, gęstość cieczy – to wszystko brzmi groźnie, ale po kilku zadaniach staje się drugą naturą.