GirişHava, buhar, sıvı veya katı basıncı için formül. Basınç (formül) nasıl bulunur? Eğlenceli Bilimler Akademisi. Fizik. Video Katı bir cismin basıncı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır
Kayaklı ve kayaksız bir adam.
İnsan gevşek kar üzerinde büyük zorluklarla yürür, her adımda derinlere batar. Ancak kayakları giydikten sonra neredeyse içine düşmeden yürüyebilir. Neden? Kayak olsun ya da olmasın, kişi kar üzerinde kendi ağırlığına eşit aynı kuvvetle hareket eder. Ancak bu kuvvetin etkisi her iki durumda da farklıdır çünkü kişinin baskı yaptığı yüzey alanı kayaklı ve kayaksız olarak farklıdır. Kayakların yüzey alanı taban alanından neredeyse 20 kat daha fazladır. Bu nedenle kayak üzerinde dururken kişi kar yüzeyinin her santimetrekaresine, kayaksız kar üzerinde durmaya göre 20 kat daha az bir kuvvetle etki eder.
Bir gazeteyi tahtaya düğmelerle tutturan bir öğrenci, her düğmeye eşit kuvvetle etki ediyor. Ancak ucu daha keskin olan bir düğme ahşaba daha kolay girecektir.
Bu, kuvvetin sonucunun yalnızca modülüne, yönüne ve uygulama noktasına değil, aynı zamanda uygulandığı yüzeyin alanına (etki gösterdiği dik) bağlı olduğu anlamına gelir.
Bu sonuç fiziksel deneylerle doğrulanmaktadır.
Deneyim: Belirli bir kuvvetin eyleminin sonucu, birim yüzey alanına hangi kuvvetin etki ettiğine bağlıdır.
Küçük bir tahtanın köşelerine çivi çakmanız gerekir. Öncelikle tahtaya çakılan çivileri uçları yukarı gelecek şekilde kumun üzerine yerleştirin ve tahtanın üzerine bir ağırlık yerleştirin. Bu durumda çivi başları kuma yalnızca hafifçe bastırılır. Daha sonra tahtayı ters çevirip çivileri kenarına yerleştiriyoruz. Bu durumda destek alanı daha küçüktür ve aynı kuvvet altında çiviler kumun çok daha derinlerine iner.
Deneyim. İkinci illüstrasyon.
Bu kuvvetin etkisinin sonucu, her bir yüzey alanı birimine hangi kuvvetin etki ettiğine bağlıdır.
Ele alınan örneklerde kuvvetler cismin yüzeyine dik olarak etki etmektedir. Adamın ağırlığı kar yüzeyine dikti; Düğmeye etki eden kuvvet tahtanın yüzeyine diktir.
Yüzeye dik olarak etki eden kuvvetin bu yüzeyin alanına oranına eşit olan miktara basınç denir..
Basıncı belirlemek için yüzeye dik olarak etki eden kuvvetin yüzey alanına bölünmesi gerekir:
basınç = kuvvet / alan.
Bu ifadenin içerdiği büyüklükleri gösterelim: basınç - P, yüzeye etki eden kuvvet F ve yüzey alanı - S.
Sonra formülü elde ederiz:
p = F/S
Aynı alana etki eden daha büyük bir kuvvetin daha büyük bir basınç oluşturacağı açıktır.
Birim basınç, bu yüzeye dik 1 m2 alana sahip bir yüzeye etki eden 1 N'luk bir kuvvetin ürettiği basınç olarak alınır..
Basınç birimi - Newton bölü metrekare(1 N/m2). Fransız bilim adamının anısına Blaise Pascal buna pascal denir ( Pa). Böylece,
1 Pa = 1 N/m2.
Diğer basınç birimleri de kullanılır: hektopaskal (hPa) Ve kilopaskal (kPa).
1 kPa = 1000 Pa;
1 hPa = 100 Pa;
1 Pa = 0,001 kPa;
1 Pa = 0,01 hPa.
Sorunun koşullarını yazıp çözelim.
Verilen : m = 45 kg, S = 300 cm2; p = ?
SI birimlerinde: S = 0,03 m2
Çözüm:
P = F/S,
F = P,
P = gm,
P= 9,8 N · 45 kg ≈ 450 N,
P= 450/0,03 N/m2 = 15000 Pa = 15 kPa
"Cevap": p = 15000 Pa = 15 kPa
Basıncı azaltma ve artırma yolları.
Ağır bir paletli traktör, toprak üzerinde 40 - 50 kPa'ya eşit, yani 45 kg ağırlığındaki bir çocuğun basıncının yalnızca 2 - 3 katı kadar bir basınç üretir. Bu durum, palet tahriki nedeniyle traktörün ağırlığının daha geniş bir alana dağıtılmasıyla açıklanmaktadır. Ve biz bunu belirledik Destek alanı ne kadar büyük olursa, aynı kuvvetin bu destek üzerinde oluşturduğu basınç da o kadar az olur .
Düşük veya yüksek basınca ihtiyaç duyulmasına bağlı olarak destek alanı artar veya azalır. Örneğin toprağın inşa edilen binanın basıncına dayanabilmesi için temelin alt kısmının alanı arttırılır.
Kamyon lastikleri ve uçak şasileri binek lastiklerine göre çok daha geniş yapılmıştır. Çöllerde sürüş için tasarlanan arabaların lastikleri özellikle geniş yapılmıştır.
Traktör, tank veya bataklık aracı gibi geniş bir palet destek alanına sahip ağır araçlar, bir kişinin geçemeyeceği bataklık alanlardan geçer.
Öte yandan, küçük bir yüzey alanıyla, küçük bir kuvvetle büyük miktarda basınç oluşturulabilir. Örneğin, bir düğmeye bir tahtaya bastığımızda, ona yaklaşık 50 N'luk bir kuvvetle etki ediyoruz. Düğmenin uç alanı yaklaşık 1 mm2 olduğundan, ürettiği basınç şuna eşittir:
p = 50 N / 0,000 001 m2 = 50.000.000 Pa = 50.000 kPa.
Karşılaştırma yapmak gerekirse, bu basınç, paletli bir traktörün toprağa uyguladığı basınçtan 1000 kat daha fazladır. Bunun gibi daha birçok örnek bulabilirsiniz.
Kesici aletlerin bıçakları ve delici aletlerin (bıçak, makas, kesici, testere, iğne vb.) uçları özel olarak bilenmiştir. Keskin bir bıçağın keskin kenarı küçük bir alana sahiptir, bu nedenle küçük bir kuvvet bile çok fazla basınç oluşturur ve bu aletle çalışmak kolaydır.
Canlı doğada kesici ve delici aletler de bulunur: bunlar dişler, pençeler, gagalar, sivri uçlar vb. - hepsi sert malzemeden yapılmıştır, pürüzsüz ve çok keskindir.
Basınç
Gaz moleküllerinin rastgele hareket ettiği bilinmektedir.
Gazların, katı ve sıvılardan farklı olarak bulundukları kabın tamamını doldurduğunu zaten biliyoruz. Örneğin, gazları depolamak için kullanılan çelik bir silindir, bir araba lastiği iç lastiği veya bir voleybol topu. Bu durumda gaz, silindirin, haznenin veya içinde bulunduğu herhangi bir gövdenin duvarlarına, tabanına ve kapağına basınç uygular. Gaz basıncı, katı bir cismin mesnet üzerindeki basıncı dışındaki nedenlerden kaynaklanmaktadır.
Gaz moleküllerinin rastgele hareket ettiği bilinmektedir. Hareket ettikçe hem birbirleriyle hem de gaz içeren kabın duvarlarıyla çarpışırlar. Bir gazın içinde çok sayıda molekül vardır ve bu nedenle bunların etkilerinin sayısı da çok fazladır. Örneğin bir odadaki hava moleküllerinin 1 cm2 alana sahip bir yüzeye 1 saniyede çarpma sayısı yirmi üç basamaklı bir sayı olarak ifade edilir. Tek bir molekülün darbe kuvveti küçük olmasına rağmen, tüm moleküllerin kabın duvarları üzerindeki etkisi önemlidir; gaz basıncı yaratır.
Bu yüzden, Gazın kabın duvarlarına (ve gazın içine yerleştirilen gövdeye) yaptığı basınç, gaz moleküllerinin çarpmasından kaynaklanır. .
Aşağıdaki deneyi düşünün. Hava pompası çanının altına lastik bir top yerleştirin. Az miktarda hava içerir ve düzensiz bir şekle sahiptir. Daha sonra zilin altından havayı dışarı pompalıyoruz. Topun etrafındaki havanın giderek seyreldiği kabuğu yavaş yavaş şişer ve normal bir top şeklini alır.
Bu deneyim nasıl açıklanır?
Basınçlı gazın depolanması ve taşınması için özel dayanıklı çelik silindirler kullanılır.
Deneyimizde hareketli gaz molekülleri sürekli olarak topun iç ve dış duvarlarına çarpmaktadır. Hava dışarı pompalandığında topun kabuğunu çevreleyen çan içindeki molekül sayısı azalır. Ancak topun içinde sayıları değişmiyor. Dolayısıyla moleküllerin kabuğun dış duvarlarına çarpma sayısı, iç duvarlarına çarpma sayısından daha az olur. Top, kauçuk kabuğunun elastik kuvveti gaz basıncı kuvvetine eşit oluncaya kadar şişirilir. Topun kabuğu top şeklini alır. Bu şunu gösteriyor gaz duvarlarına her yöne eşit şekilde baskı yapar. Başka bir deyişle yüzey alanının santimetre karesine düşen moleküler darbe sayısı her yönde aynıdır. Her yönde aynı basınç, bir gazın karakteristik özelliğidir ve çok sayıda molekülün rastgele hareketinin bir sonucudur.
Gazın hacmini azaltmaya çalışalım, ancak kütlesi değişmeden kalsın. Bu, gazın her santimetreküpünde daha fazla molekül olacağı, gazın yoğunluğunun artacağı anlamına gelir. Daha sonra moleküllerin duvarlara çarpma sayısı artacak, yani gaz basıncı artacaktır. Bu deneyimle doğrulanabilir.
Resimde A bir ucu ince bir kauçuk filmle kapatılmış bir cam tüpü göstermektedir. Borunun içine bir piston yerleştirilir. Piston hareket ettiğinde tüpteki havanın hacmi azalır, yani gaz sıkıştırılır. Kauçuk film dışarı doğru kıvrılarak tüpteki hava basıncının arttığını gösterir.
Tam tersine aynı gaz kütlesinin hacmi arttıkça her santimetreküpteki molekül sayısı azalır. Bu, kabın duvarlarına olan darbelerin sayısını azaltacaktır - gaz basıncı azalacaktır. Nitekim piston tüpten dışarı çekildiğinde havanın hacmi artar ve film kabın içinde bükülür. Bu, tüpteki hava basıncının azaldığını gösterir. Tüpte hava yerine başka bir gaz olsaydı da aynı olay gözlemlenirdi.
Bu yüzden, Bir gazın kütlesi ve sıcaklığı değişmemek koşuluyla, hacmi azaldığında basıncı artar, hacmi arttığında basıncı azalır.
Sabit hacimde ısıtılan bir gazın basıncı nasıl değişir? Isıtıldığında gaz moleküllerinin hızının arttığı bilinmektedir. Daha hızlı hareket eden moleküller kabın duvarlarına daha sık çarpacaktır. Ayrıca molekülün duvara her darbesi daha güçlü olacaktır. Sonuç olarak, kabın duvarları daha fazla basınçla karşılaşacaktır.
Buradan, Gaz sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, kapalı bir kaptaki gaz basıncı da o kadar büyük olur Gazın kütlesi ve hacminin değişmemesi şartıyla.
Bu deneylerden genel olarak şu sonuca varılabilir: Moleküller kabın duvarlarına ne kadar sık ve sert çarparsa gaz basıncı da o kadar artar. .
Gazları depolamak ve taşımak için yüksek oranda sıkıştırılırlar. Aynı zamanda basınçları da artar, gazların özel, çok dayanıklı silindirler içine alınması gerekir. Bu tür silindirler örneğin denizaltılarda basınçlı hava ve metallerin kaynaklanmasında kullanılan oksijeni içerir. Elbette gaz tüplerinin özellikle gazla dolu olduklarında ısıtılamayacağını her zaman unutmamalıyız. Çünkü zaten anladığımız gibi, çok hoş olmayan sonuçlar doğurabilecek bir patlama meydana gelebilir.
Pascal yasası.
Basınç sıvı veya gazın her noktasına iletilir.
Pistonun basıncı, bilyayı dolduran sıvının her noktasına iletilir.
Şimdi gaz.
Katılardan farklı olarak, bireysel katmanlar ve küçük sıvı ve gaz parçacıkları, birbirlerine göre her yönde serbestçe hareket edebilir. Örneğin bir bardaktaki suyun yüzeyine hafifçe üflemek suyun hareket etmesini sağlamak için yeterlidir. Bir nehir veya gölde en ufak bir esinti bile dalgalanmalara neden olur.
Gaz ve sıvı parçacıklarının hareketliliği şunu açıklar: üzerlerine uygulanan basınç sadece kuvvet yönünde değil her noktaya iletilir. Bu fenomeni daha ayrıntılı olarak ele alalım.
Resimde, A gaz (veya sıvı) içeren bir kabı tasvir eder. Parçacıklar kabın her tarafına eşit şekilde dağıtılır. Kap yukarı aşağı hareket edebilen bir piston ile kapatılmıştır.
Bir miktar kuvvet uygulayarak pistonu hafifçe içeri doğru hareket etmeye zorlayacağız ve hemen altında bulunan gazı (sıvıyı) sıkıştıracağız. Daha sonra parçacıklar (moleküller) bu yerde eskisinden daha yoğun bir şekilde yerleşecektir (Şekil, b). Hareketlilik nedeniyle gaz parçacıkları her yöne hareket edecektir. Sonuç olarak, dizilişleri yine tek biçimli hale gelecek, ancak öncekinden daha yoğun hale gelecektir (Şekil c). Dolayısıyla gaz basıncı her yerde artacaktır. Bu, gaz veya sıvının tüm parçacıklarına ilave basıncın iletildiği anlamına gelir. Yani, pistonun yakınındaki gaz (sıvı) üzerindeki basınç 1 Pa artarsa, o zaman her noktada içeri gaz veya sıvı, basınç öncekinden aynı miktarda daha yüksek olacaktır. Kabın duvarları, tabanı ve pistonun üzerindeki basınç 1 Pa artacaktır.
Bir sıvı ya da gaza uygulanan basınç her yöne eşit olarak iletilir. .
Bu açıklamaya denir Pascal yasası.
Pascal kanununa dayanarak aşağıdaki deneyleri açıklamak kolaydır.
Resimde çeşitli yerlerinde küçük delikler bulunan içi boş bir top gösterilmektedir. İçine bir pistonun yerleştirildiği topa bir tüp bağlanmıştır. Bir topu suyla doldurup borunun içine bir piston iterseniz, toptaki tüm deliklerden su akacaktır. Bu deneyde bir piston, bir tüp içindeki suyun yüzeyine baskı yapıyor. Pistonun altında bulunan su parçacıkları sıkışarak basıncını daha derindeki diğer katmanlara aktarır. Böylece pistonun basıncı bilyeyi dolduran akışkanın her noktasına iletilir. Sonuç olarak, suyun bir kısmı, tüm deliklerden akan aynı akışlar şeklinde topun dışına itilir.
Top dumanla doldurulursa, piston tüpün içine itildiğinde, toptaki tüm deliklerden eşit miktarda duman çıkmaya başlayacaktır. Bu şunu doğruluyor Gazlar üzerlerine uygulanan basıncı her yöne eşit olarak iletir.
Sıvı ve gazdaki basınç.
Sıvının ağırlığının etkisi altında tüpteki kauçuk taban bükülecektir.
Sıvılar da dünyadaki tüm cisimler gibi yerçekiminden etkilenir. Bu nedenle, bir kaba dökülen her sıvı tabakası, ağırlığıyla birlikte basınç oluşturur ve bu, Pascal yasasına göre her yöne iletilir. Bu nedenle sıvının içinde basınç vardır. Bu deneyimle doğrulanabilir.
Alt deliği ince bir lastik filmle kapatılmış bir cam tüpe su dökün. Sıvının ağırlığının etkisi altında tüpün tabanı bükülecektir.
Deneyimler, su sütununun kauçuk filmin üzerinde ne kadar yüksek olursa, o kadar çok büküldüğünü göstermektedir. Ancak kauçuk tabanın bükülmesinden sonra her seferinde tüpteki su dengeye gelir (durur), çünkü yerçekimi kuvvetine ek olarak gerilmiş kauçuk filmin elastik kuvveti de suya etki eder.
Kauçuk filme etki eden kuvvetler şunlardır: |
her iki tarafta da aynıdır. |
İllüstrasyon.
Alt kısım, üzerindeki yerçekimi basıncı nedeniyle silindirden uzaklaşır.
İçine suyun döküldüğü kauçuk tabanlı tüpü, suyla daha geniş başka bir kaba indirelim. Tüp indirildikçe kauçuk filmin yavaş yavaş düzeldiğini göreceğiz. Filmin tamamen düzleştirilmesi, ona yukarıdan ve aşağıdan etki eden kuvvetlerin eşit olduğunu gösterir. Filmin tamamen düzleştirilmesi, tüp ve kaptaki su seviyeleri çakıştığında meydana gelir.
Aynı deney, şekil a'da gösterildiği gibi, yan deliğini lastik bir filmle kaplayan bir tüple yapılabilir. Bu tüpü su dolu başka bir kaba şekilde gösterildiği gibi batıralım, B. Tüpteki ve kaptaki su seviyeleri eşit olur olmaz filmin tekrar düzeleceğini fark edeceğiz. Bu, kauçuk filme etki eden kuvvetlerin her tarafta aynı olduğu anlamına gelir.
Dibi düşebilecek bir kabı ele alalım. Bir kavanoz suya koyalım. Alt kısım kabın kenarına sıkıca bastırılacak ve düşmeyecektir. Aşağıdan yukarıya doğru yönlendirilen su basıncı kuvveti ile bastırılır.
Suyu dikkatlice kabın içine döküp dibini izleyeceğiz. Kaptaki su seviyesi kavanozdaki su seviyesi ile çakıştığı anda kaptan uzaklaşacaktır.
Ayırma anında, kaptaki bir sıvı sütunu yukarıdan aşağıya doğru baskı yapar ve aynı yükseklikte ancak kavanozun içinde bulunan bir sıvı sütununun basıncı aşağıdan yukarıya doğru iletilir. Bu basınçların her ikisi de aynıdır ancak alt kısım, kendi yerçekiminin etkisi nedeniyle silindirden uzaklaşır.
Su ile yapılan deneyler yukarıda anlatılmıştı ancak su yerine başka bir sıvı alırsanız deneyin sonuçları aynı olacaktır.
Yani deneyler gösteriyor ki Sıvının içinde basınç vardır ve aynı seviyede her yönde eşittir. Basınç derinlikle birlikte artar.
Gazların da ağırlıkları olması nedeniyle bu açıdan sıvılardan hiçbir farkı yoktur. Ancak gazın yoğunluğunun sıvının yoğunluğundan yüzlerce kat daha az olduğunu unutmamalıyız. Kaptaki gazın ağırlığı küçüktür ve birçok durumda "ağırlık" basıncı göz ardı edilebilir.
Bir kabın tabanındaki ve duvarlarındaki sıvı basıncının hesaplanması.
Bir kabın tabanındaki ve duvarlarındaki sıvı basıncının hesaplanması.
Bir sıvının kabın tabanı ve duvarları üzerindeki basıncını nasıl hesaplayabileceğinizi düşünelim. Öncelikle dikdörtgen paralelyüzlü bir kabın problemini çözelim.
Güç F Bu kaba dökülen sıvının tabanına bastırdığı ağırlık, ağırlığa eşittir P kaptaki sıvı. Bir sıvının ağırlığı kütlesi bilinerek belirlenebilir M. Bildiğiniz gibi kütle aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir: m = ρ·V. Seçtiğimiz kaba dökülen sıvının hacmini hesaplamak kolaydır. Bir kaptaki sıvı sütununun yüksekliği harfle gösteriliyorsa H ve geminin tabanının alanı S, O V = Sh.
Sıvı kütle m = ρ·V, veya m = ρ S h .
Bu sıvının ağırlığı P = gm, veya P = g ρ S h.
Bir sıvı sütununun ağırlığı, sıvının kabın tabanına uyguladığı kuvvete eşit olduğundan, ağırlığı bölerek P Meydana S sıvı basıncını elde ederiz P:
p = P/S veya p = g·ρ·S·h/S,
Kabın tabanındaki sıvının basıncını hesaplamak için bir formül elde ettik. Bu formülden açıkça görülüyor ki kabın tabanındaki sıvının basıncı yalnızca sıvı sütununun yoğunluğuna ve yüksekliğine bağlıdır.
Bu nedenle elde edilen formülü kullanarak kaba dökülen sıvının basıncını hesaplayabilirsiniz. herhangi bir şekil(Kesinlikle konuşursak, hesaplamamız yalnızca düz prizma ve silindir şeklindeki kaplar için uygundur. Enstitüdeki fizik derslerinde formülün isteğe bağlı şekle sahip bir kap için de geçerli olduğu kanıtlanmıştır). Ayrıca kabın duvarlarındaki basıncı hesaplamak için de kullanılabilir. Aynı derinlikteki basınç tüm yönlerde aynı olduğundan, aşağıdan yukarıya doğru basınç da dahil olmak üzere sıvı içindeki basınç da bu formül kullanılarak hesaplanır.
Formülü kullanarak basıncı hesaplarken p = gρh yoğunluğa ihtiyacın var ρ metreküp başına kilogram (kg/m3) olarak ifade edilir ve sıvı kolonunun yüksekliği H- metre (m) cinsinden, G= 9,8 N/kg ise basınç paskal (Pa) cinsinden ifade edilecektir.
Örnek. Yağ kolonunun yüksekliği 10 m ve yoğunluğu 800 kg/m3 olduğuna göre tankın tabanındaki yağın basıncını belirleyiniz.
Sorunun durumunu yazıp yazalım.
Verilen :
ρ = 800 kg/m3
Çözüm :
p = 9,8 N/kg · 800 kg/m3 · 10 m ≈ 80,000 Pa ≈ 80 kPa.
Cevap : p ≈ 80 kPa.
İletişim kuran gemiler.
İletişim kuran gemiler.
Şekilde birbirine kauçuk bir tüple bağlanan iki kap gösterilmektedir. Bu tür gemilere denir iletişim kurmak. Sulama kabı, çaydanlık, cezve iletişim kuran kapların örnekleridir. Deneyimlerimizden, örneğin bir sulama kabına dökülen suyun, ağızda ve içeride her zaman aynı seviyede olduğunu biliyoruz.
Sık sık iletişim kuran gemilerle karşılaşıyoruz. Örneğin çaydanlık, sulama kabı veya cezve olabilir. |
Homojen bir sıvının yüzeyleri, herhangi bir şekle sahip iletişim kaplarında aynı seviyeye monte edilir. |
Farklı yoğunluktaki sıvılar. |
Aşağıdaki basit deney iletişim kuran kaplarla yapılabilir. Deneyin başında lastik tüpü ortasından sıkıştırıyoruz ve tüplerden birine su döküyoruz. Daha sonra kelepçeyi açıyoruz ve her iki tüpteki su yüzeyleri aynı seviyeye gelene kadar su anında diğer tüpe akıyor. Tüplerden birini tripoda takabilir, diğerini farklı yönlere kaldırabilir, indirebilir veya eğebilirsiniz. Ve bu durumda sıvı sakinleştiğinde her iki tüpteki seviyeleri eşitlenecektir.
Herhangi bir şekil ve kesitteki iletişim kaplarında, homojen bir sıvının yüzeyleri aynı seviyeye ayarlanır(sıvı üzerindeki hava basıncının aynı olması şartıyla) (Şek. 109).
Bu şu şekilde gerekçelendirilebilir. Sıvı bir kaptan diğerine hareket etmeden hareketsizdir. Bu, her iki kaptaki basıncın herhangi bir seviyede aynı olduğu anlamına gelir. Her iki kaptaki sıvı aynıdır, yani aynı yoğunluğa sahiptir. Bu nedenle yükseklikleri aynı olmalıdır. Bir kabı kaldırdığımızda veya içine sıvı eklediğimizde içindeki basınç artar ve basınçlar dengelenene kadar sıvı başka bir kaba geçer.
Bağlantılı kaplardan birine aynı yoğunlukta bir sıvı dökülürse ve ikinciye başka yoğunlukta bir sıvı dökülürse, dengede bu sıvıların seviyeleri aynı olmayacaktır. Ve bu anlaşılabilir bir durum. Kabın tabanındaki sıvının basıncının kolonun yüksekliği ve sıvının yoğunluğu ile doğru orantılı olduğunu biliyoruz. Ve bu durumda sıvıların yoğunlukları farklı olacaktır.
Basınçlar eşitse, daha yüksek yoğunluklu bir sıvı sütununun yüksekliği, daha düşük yoğunluklu bir sıvı sütununun yüksekliğinden daha az olacaktır (Şekil).
Deneyim. Hava kütlesi nasıl belirlenir?
Hava ağırlığı. Atmosfer basıncı.
Atmosfer basıncının varlığı.
Atmosfer basıncı, kaptaki seyreltilmiş havanın basıncından daha yüksektir.
Dünyadaki herhangi bir cisim gibi hava da yerçekiminden etkilenir ve bu nedenle havanın ağırlığı vardır. Kütlesini biliyorsanız havanın ağırlığını hesaplamak kolaydır.
Size hava kütlesinin nasıl hesaplanacağını deneysel olarak göstereceğiz. Bunu yapmak için, stoperli dayanıklı bir cam top ve kelepçeli bir lastik tüp almanız gerekir. İçindeki havayı dışarı pompalayalım, boruyu kelepçeyle sıkıştıralım ve terazi üzerinde dengeleyelim. Daha sonra lastik borunun üzerindeki kelepçeyi açarak içine hava girmesini sağlayın. Bu da terazinin dengesini bozacaktır. Bunu geri yüklemek için, terazinin diğer kefesine, kütlesi topun hacmindeki hava kütlesine eşit olacak ağırlıklar koymanız gerekecektir.
Deneyler, 0 °C sıcaklıkta ve normal atmosfer basıncında, 1 m3 hacimli hava kütlesinin 1,29 kg'a eşit olduğunu tespit etmiştir. Bu havanın ağırlığını hesaplamak kolaydır:
P = g m, P = 9,8 N/kg 1,29 kg ≈ 13 N.
Dünyayı çevreleyen hava kabuğuna ne ad verilir? atmosfer (Yunanca'dan atmosfer- buhar, hava ve küre- top).
Yapay Dünya uydularının uçuş gözlemlerinin gösterdiği gibi, atmosfer birkaç bin kilometre yüksekliğe kadar uzanıyor.
Yerçekimi nedeniyle atmosferin üst katmanları, okyanus suyu gibi, alt katmanları sıkıştırır. Doğrudan Dünya'ya bitişik olan hava tabakası en fazla sıkıştırılır ve Pascal kanununa göre üzerine uygulanan basıncı her yöne iletir.
Bunun bir sonucu olarak, dünya yüzeyi ve üzerinde bulunan cisimler, havanın tüm kalınlığından gelen baskıya maruz kalır veya bu gibi durumlarda genellikle söylendiği gibi, basınç oluşur. Atmosfer basıncı .
Atmosfer basıncının varlığı yaşamda karşılaştığımız pek çok olguyu açıklayabilir. Bunlardan bazılarına bakalım.
Şekilde, içinde tüpün duvarlarına sıkı bir şekilde oturan bir piston bulunan bir cam tüp gösterilmektedir. Tüpün ucu suya indirilir. Pistonu kaldırırsanız arkasındaki su yükselecektir.
Bu fenomen su pompalarında ve diğer bazı cihazlarda kullanılır.
Şekil silindirik bir kabı göstermektedir. İçine musluklu bir tüpün yerleştirildiği bir tıpa ile kapatılır. Hava bir pompa kullanılarak tanktan dışarı pompalanır. Daha sonra tüpün ucu suya yerleştirilir. Şimdi musluğu açarsanız kabın içine su çeşme gibi fışkıracaktır. Su, kaba girer çünkü atmosferik basınç, kaptaki seyreltilmiş havanın basıncından daha yüksektir.
Dünyanın hava zarfı neden var?
Tüm cisimler gibi, Dünya'nın hava zarfını oluşturan gaz molekülleri de Dünya'ya doğru çekilir.
Peki o zaman neden hepsi Dünya yüzeyine düşmüyor? Dünyanın hava zarfı ve atmosferi nasıl korunuyor? Bunu anlamak için gaz moleküllerinin sürekli ve rastgele hareket halinde olduğunu dikkate almamız gerekir. Ama sonra başka bir soru ortaya çıkıyor: Bu moleküller neden uzaya, yani uzaya uçmuyorlar?
Uzay gemisi veya roket gibi bir molekülün Dünya'yı tamamen terk edebilmesi için çok yüksek bir hıza (en az 11,2 km/s) sahip olması gerekir. Bu sözde ikinci kaçış hızı. Dünyanın hava kabuğundaki çoğu molekülün hızı, bu kaçış hızından önemli ölçüde daha düşüktür. Bu nedenle çoğu yerçekimi ile Dünya'ya bağlıdır, yalnızca ihmal edilebilir sayıda molekül Dünya'nın ötesinde uzaya uçar.
Moleküllerin rastgele hareketi ve yer çekiminin onlar üzerindeki etkisi, gaz moleküllerinin Dünya'nın yakınındaki uzayda "havada durmasına", bir hava zarfı veya bildiğimiz atmosfer oluşturmasına neden olur.
Ölçümler, hava yoğunluğunun yükseklikle birlikte hızla azaldığını gösteriyor. Yani, Dünya'dan 5,5 km yükseklikte, havanın yoğunluğu Dünya yüzeyindeki yoğunluğundan 2 kat daha azdır, 11 km yükseklikte - 4 kat daha azdır, vb. Ne kadar yüksek olursa, o kadar nadir olur hava. Ve son olarak, en üst katmanlarda (Dünya'dan yüzlerce ve binlerce kilometre yüksekte) atmosfer yavaş yavaş havasız uzaya dönüşür. Dünyanın hava zarfının net bir sınırı yoktur.
Kesin olarak konuşursak, yerçekiminin etkisi nedeniyle, herhangi bir kapalı kaptaki gaz yoğunluğu, kabın tüm hacmi boyunca aynı değildir. Kabın alt kısmında gaz yoğunluğu üst kısımlara göre daha fazladır, dolayısıyla kap içindeki basınç aynı değildir. Kabın alt kısmı üst kısmına göre daha büyüktür. Bununla birlikte, bir kapta bulunan bir gaz için, yoğunluk ve basınçtaki bu fark o kadar küçüktür ki, çoğu durumda, sadece bilindiği için tamamen göz ardı edilebilir. Ancak birkaç bin kilometreyi aşan bir atmosfer için bu fark önemlidir.
Atmosfer basıncının ölçülmesi. Torricelli'nin deneyimi.
Sıvı kolonun basıncını hesaplamak için kullanılan formülü kullanarak atmosferik basıncı hesaplamak imkansızdır (§ 38). Böyle bir hesaplama için atmosferin yüksekliğini ve hava yoğunluğunu bilmeniz gerekir. Ancak atmosferin kesin bir sınırı yoktur ve farklı yüksekliklerdeki havanın yoğunluğu farklıdır. Ancak atmosferik basınç, 17. yüzyılda İtalyan bir bilim adamının önerdiği bir deney kullanılarak ölçülebilir. Evangelista Torricelli , Galileo'nun öğrencisi.
Torricelli'nin deneyi aşağıdakilerden oluşur: Yaklaşık 1 m uzunluğunda, bir ucu kapalı bir cam tüp cıva ile doldurulur. Daha sonra tüpün ikinci ucu sıkıca kapatılarak ters çevrilir ve bir cıva kabının içine indirilir, burada tüpün bu ucu cıva seviyesinin altında açılır. Sıvı ile yapılan herhangi bir deneyde olduğu gibi, cıvanın bir kısmı bardağa dökülür ve bir kısmı tüpte kalır. Tüpte kalan cıva sütununun yüksekliği yaklaşık 760 mm'dir. Tüpün içinde cıvanın üzerinde hava yoktur, havasız bir boşluk vardır, dolayısıyla hiçbir gaz bu tüpün içindeki cıva sütununa yukarıdan basınç uygulamaz ve ölçümleri etkilemez.
Yukarıda anlatılan deneyi öneren Torricelli bunun açıklamasını da yapmıştır. Atmosfer fincandaki cıvanın yüzeyine baskı yapar. Merkür dengededir. Bu, tüpteki basıncın aynı seviyede olduğu anlamına gelir. ah 1 (şekle bakın) atmosferik basınca eşittir. Atmosfer basıncı değiştiğinde tüpteki cıva sütununun yüksekliği de değişir. Basınç arttıkça kolon uzar. Basınç azaldıkça cıva sütununun yüksekliği azalır.
Tüpün üst kısmında cıvanın üzerinde hava bulunmadığından tüpteki aa1 düzeyindeki basınç, tüpteki cıva sütununun ağırlığı tarafından oluşturulur. Şunu takip ediyor Atmosfer basıncı tüpteki cıva sütununun basıncına eşittir yani
P bankamatik = P Merkür
Torricelli'nin deneyinde atmosferik basınç ne kadar yüksek olursa, cıva sütunu da o kadar yüksek olur. Bu nedenle pratikte atmosferik basınç, cıva sütununun yüksekliğiyle (milimetre veya santimetre cinsinden) ölçülebilir. Örneğin atmosfer basıncı 780 mm Hg ise. Sanat. (“milimetre cıva” derler), bu, havanın 780 mm yüksekliğindeki dikey bir cıva sütunuyla aynı basıncı ürettiği anlamına gelir.
Dolayısıyla bu durumda atmosfer basıncının ölçü birimi 1 milimetre cıvadır (1 mmHg). Bu birim ile bildiğimiz birim arasındaki ilişkiyi bulalım - paskal(Baba).
1 mm yüksekliğinde bir cıva sütununun ρ cıva basıncı şuna eşittir:
P = g·ρ·h, P= 9,8 N/kg · 13.600 kg/m3 · 0,001 m ≈ 133,3 Pa.
Yani 1 mmHg. Sanat. = 133,3 Pa.
Şu anda atmosferik basınç genellikle hektopaskal (1 hPa = 100 Pa) cinsinden ölçülmektedir. Örneğin, hava durumu raporları basıncın 1013 hPa olduğunu, yani 760 mmHg'ye eşit olduğunu bildirebilir. Sanat.
Tüpün içindeki cıva sütununun yüksekliğini her gün gözlemleyen Toricelli, bu yüksekliğin değiştiğini yani atmosfer basıncının sabit olmadığını, artıp azalabildiğini keşfetti. Torricelli ayrıca atmosferik basıncın hava koşullarındaki değişikliklerle ilişkili olduğunu da belirtti.
Torricelli'nin deneyinde kullanılan cıva tüpüne dikey bir terazi takarsanız en basit cihazı elde edersiniz: cıva barometresi (Yunanca'dan barolar- ağırlık, metre- Ölçüyorum). Atmosfer basıncını ölçmek için kullanılır.
Barometre - aneroid.
Pratikte atmosferik basıncı ölçmek için metal barometre adı verilen metal bir barometre kullanılır. aneroid (Yunancadan tercüme edilmiştir - aneroid). İçinde cıva bulunmadığından barometreye bu ad verilmiştir.
Aneroidin görünümü şekilde gösterilmiştir. Ana kısmı dalgalı (oluklu) yüzeye sahip metal bir kutudur (1) (diğer şekle bakın). Bu kutudan hava pompalanır ve atmosferik basıncın kutuyu ezmesini önlemek için kapağı (2) bir yay tarafından yukarı doğru çekilir. Atmosfer basıncı arttıkça kapak aşağı doğru eğilir ve yayı sıkıştırır. Basınç azaldıkça yay, kapağı düzleştirir. Basınç değiştiğinde sağa veya sola hareket eden bir aktarma mekanizması (3) kullanılarak yaya bir gösterge oku (4) tutturulur. Okun altında, bölümleri cıva barometresinin okumalarına göre işaretlenmiş bir ölçek vardır. Böylece, aneroid iğnesinin (şekle bakın) karşısında durduğu 750 sayısı, cıva barometresinde o anda cıva sütununun yüksekliğinin 750 mm olduğunu göstermektedir.
Bu nedenle atmosfer basıncı 750 mmHg'dir. Sanat. veya ≈ 1000 hPa.
Atmosfer basıncındaki değişiklikler hava koşullarındaki değişikliklerle ilişkili olduğundan, atmosferik basıncın değeri önümüzdeki günlerde hava durumunu tahmin etmek için çok önemlidir. Barometre meteorolojik gözlemler için gerekli bir araçtır.
Farklı yüksekliklerde atmosfer basıncı.
Bir sıvıda basınç, bildiğimiz gibi, sıvının yoğunluğuna ve kolonunun yüksekliğine bağlıdır. Düşük sıkıştırılabilirlik nedeniyle sıvının farklı derinliklerdeki yoğunluğu hemen hemen aynıdır. Bu nedenle basıncı hesaplarken yoğunluğunu sabit olarak kabul ediyoruz ve yalnızca yükseklikteki değişimi hesaba katıyoruz.
Gazlarda durum daha karmaşıktır. Gazlar oldukça sıkıştırılabilir. Ve bir gaz ne kadar sıkıştırılırsa yoğunluğu da o kadar artar ve ürettiği basınç da artar. Sonuçta gaz basıncı, moleküllerinin vücut yüzeyine çarpmasıyla oluşur.
Dünyanın yüzeyindeki hava katmanları, üstlerinde bulunan tüm hava katmanları tarafından sıkıştırılır. Ancak hava tabakası yüzeyden ne kadar yüksek olursa, sıkıştırılması o kadar zayıf olur, yoğunluğu da o kadar düşük olur. Bu nedenle daha az basınç üretir. Örneğin bir balon Dünya yüzeyinin üzerine çıkarsa, balon üzerindeki hava basıncı azalır. Bunun nedeni yalnızca üzerindeki hava sütununun yüksekliğinin azalması değil, aynı zamanda havanın yoğunluğunun da azalmasıdır. Üst kısmı alt kısmına göre daha küçüktür. Bu nedenle hava basıncının rakıma bağımlılığı sıvılarınkinden daha karmaşıktır.
Gözlemler deniz seviyesindeki bölgelerde atmosfer basıncının ortalama 760 mm Hg olduğunu göstermektedir. Sanat.
0°C sıcaklıkta 760 mm yüksekliğindeki bir cıva sütununun basıncına eşit olan atmosfer basıncına normal atmosfer basıncı denir..
Normal atmosfer basıncı 101.300 Pa = 1013 hPa'ya eşittir.
Deniz seviyesinden yükseklik ne kadar yüksek olursa basınç da o kadar düşük olur.
Küçük tırmanışlarda ortalama olarak her 12 m'lik yükselişte basınç 1 mmHg azalır. Sanat. (veya 1,33 hPa kadar).
Basıncın rakıma bağımlılığını bilerek, barometre okumalarını değiştirerek deniz seviyesinden rakımı belirleyebilirsiniz. Deniz seviyesinden yüksekliğin doğrudan ölçülebildiği bir ölçeğe sahip olan aneroidlere denir. altimetre . Havacılıkta ve dağcılıkta kullanılırlar.
Basınç ölçerler.
Barometrelerin atmosfer basıncını ölçmek için kullanıldığını zaten biliyoruz. Atmosfer basıncından daha büyük veya daha düşük basınçları ölçmek için kullanılır. basınç ölçerler (Yunanca'dan mano- nadir, gevşek, metre- Ölçüyorum). Basınç göstergeleri var sıvı Ve metal.
Önce cihaza ve aksiyona bakalım. açık sıvı basınç göstergesi. İçine bir miktar sıvının döküldüğü iki ayaklı bir cam tüpten oluşur. Sıvı, her iki dirseğe de aynı seviyede monte edilir, çünkü kabın dirseklerindeki yüzeyine yalnızca atmosferik basınç etki eder.
Böyle bir basınç göstergesinin nasıl çalıştığını anlamak için, bir tarafı lastik filmle kaplı yuvarlak, düz bir kutuya lastik bir tüple bağlanabilir. Parmağınızı filmin üzerine basarsanız kutuya bağlı manometre dirseğindeki sıvı seviyesi azalacak, diğer dirsekteki sıvı seviyesi ise artacaktır. Bunu ne açıklıyor?
Filme basıldığında kutudaki hava basıncı artar. Pascal kanununa göre basınçtaki bu artış, kutuya bağlı manometre dirseğindeki sıvıya da iletilir. Bu nedenle, bu dirsekteki sıvı üzerindeki basınç, yalnızca atmosferik basıncın sıvıya etki ettiği diğer dirsektekinden daha büyük olacaktır. Bu aşırı basıncın etkisi altında sıvı hareket etmeye başlayacaktır. Basınçlı havanın olduğu dirseğe sıvı düşecek, diğerinde ise yükselecektir. Basınçlı havanın aşırı basıncı, manometrenin diğer ayağındaki fazla sıvı kolonunun ürettiği basınçla dengelendiğinde sıvı dengeye gelecektir (duracaktır).
Filme ne kadar sert bastırırsanız, fazla sıvı sütunu o kadar yüksek olur, basıncı da o kadar büyük olur. Buradan, basınçtaki değişiklik bu fazla kolonun yüksekliğine göre değerlendirilebilir.
Şekil böyle bir basınç göstergesinin bir sıvının içindeki basıncı nasıl ölçebildiğini göstermektedir. Tüp sıvıya ne kadar derin daldırılırsa manometre dirseklerindeki sıvı sütunlarının yükseklik farkı da o kadar artar. bu nedenle ve sıvı tarafından daha fazla basınç üretilir.
Cihaz kutusunu sıvının içinde belirli bir derinliğe yerleştirirseniz ve filmi yukarı, yana ve aşağı bakacak şekilde çevirirseniz manometre okumaları değişmeyecektir. Böyle olması gerekiyor çünkü Bir sıvının içinde aynı seviyede basınç her yönde eşittir.
Resim gösteriyor metal basınç göstergesi . Böyle bir basınç göstergesinin ana kısmı, bir boruya bükülmüş metal bir borudur. 1 bir ucu kapalıdır. Bir musluk kullanarak tüpün diğer ucu 4 basıncın ölçüldüğü kap ile iletişim kurar. Basınç arttıkça boru bükülür. Bir kol kullanarak kapalı ucunun hareketi 5 ve tırtıklar 3 oka iletildi 2 , alet ölçeğinin yakınında hareket ediyor. Basınç azaldığında tüp esnekliği nedeniyle önceki konumuna döner ve ok, ölçeğin sıfır bölümüne döner.
Pistonlu sıvı pompası.
Daha önce ele aldığımız deneyde (§ 40), cam tüpteki suyun atmosferik basıncın etkisi altında pistonun arkasında yukarıya doğru yükseldiği tespit edildi. Eylemin temeli budur. piston pompalar
Pompa şekilde şematik olarak gösterilmiştir. İçinde bir pistonun yukarı ve aşağı hareket ettiği, kabın duvarlarına sıkıca bitişik bir silindirden oluşur. 1 . Valfler silindirin altına ve pistonun kendisine monte edilir 2 , yalnızca yukarıya doğru açılıyor. Piston yukarı doğru hareket ettiğinde atmosferik basıncın etkisi altındaki su boruya girer, alt valfi kaldırır ve pistonun arkasına doğru hareket eder.
Piston aşağı doğru hareket ettikçe pistonun altındaki su alt valfe baskı yapar ve kapanır. Aynı zamanda su basıncı altında pistonun içindeki bir valf açılır ve pistonun üzerindeki boşluğa su akar. Pistonun bir sonraki yukarı hareketinde üzerindeki su da yükselir ve çıkış borusuna dökülür. Aynı zamanda pistonun arkasında, piston daha sonra indirildiğinde üzerinde görünecek olan yeni bir su kısmı yükselir ve tüm bu prosedür, pompa çalışırken tekrar tekrar tekrarlanır.
Hidrolik baskı.
Pascal yasası eylemi açıklıyor hidrolik makine (Yunanca'dan hidrolik- su). Bunlar, çalışması sıvıların hareket kanunlarına ve dengesine dayanan makinelerdir.
Bir hidrolik makinenin ana kısmı, pistonlar ve bir bağlantı borusuyla donatılmış, farklı çaplarda iki silindirden oluşur. Pistonların ve borunun altındaki boşluk sıvıyla (genellikle madeni yağ) doldurulur. Her iki silindirdeki sıvı sütunlarının yükseklikleri, pistonlara herhangi bir kuvvet uygulanmadığı sürece aynıdır.
Şimdi kuvvetlerin olduğunu varsayalım. F 1 ve F 2 - pistonlara etki eden kuvvetler, S 1 ve S 2 - piston alanları. İlk (küçük) pistonun altındaki basınç şuna eşittir: P 1 = F 1 / S 1 ve ikincinin altında (büyük) P 2 = F 2 / S 2. Pascal kanununa göre basınç, durgun haldeki bir akışkan tarafından her yöne eşit olarak iletilir. P 1 = P 2 veya F 1 / S 1 = F 2 / S 2, nereden:
F 2 / F 1 = S 2 / S 1 .
Bu nedenle gücü F 2 birçok kez daha fazla güç F 1 , Büyük pistonun alanı küçük pistonun alanından kaç kat daha büyüktür?. Örneğin büyük pistonun alanı 500 cm2, küçük pistonun alanı 5 cm2 ise ve küçük pistona 100 N'luk bir kuvvet etki ediyorsa, bunun 100 katı yani 10.000 N'luk bir kuvvet etki edecektir. daha büyük pistona etki eder.
Böylece hidrolik bir makine yardımıyla daha büyük bir kuvveti küçük bir kuvvetle dengelemek mümkün olur.
Davranış F 1 / F 2 güçteki artışı gösterir. Örneğin verilen örnekte mukavemet kazancı 10.000 N / 100 N = 100'dür.
Presleme (sıkma) amacıyla kullanılan hidrolik makineye ne ad verilir? hidrolik baskı .
Daha fazla kuvvetin gerekli olduğu yerlerde hidrolik presler kullanılır. Örneğin yağ fabrikalarında tohumlardan yağ sıkmak için, kontrplak, karton, saman preslemek için. Metalurji tesislerinde, çelik makine milleri, demiryolu tekerlekleri ve diğer birçok ürünün yapımında hidrolik presler kullanılır. Modern hidrolik presler onlarca ve yüz milyonlarca Newton'luk kuvvetler geliştirebilir.
Şekilde hidrolik presin yapısı şematik olarak gösterilmiştir. Preslenmiş gövde 1 (A), büyük pistona 2 (B) bağlanan bir platform üzerine yerleştirilir. Küçük bir piston 3 (D) yardımıyla sıvı üzerinde yüksek basınç oluşturulur. Bu basınç, silindirleri dolduran akışkanın her noktasına iletilir. Bu nedenle aynı basınç ikinci, daha büyük pistona da etki eder. Ancak 2. (büyük) pistonun alanı küçük olanın alanından daha büyük olduğundan, ona etki eden kuvvet, piston 3'e (D) etki eden kuvvetten daha büyük olacaktır. Bu kuvvetin etkisi altında piston 2 (B) yükselecektir. Piston 2 (B) yükseldiğinde gövde (A) sabit üst platforma yaslanır ve sıkıştırılır. Manometre 4 (M) akışkan basıncını ölçer. Sıvı basıncı izin verilen değeri aştığında emniyet valfi 5 (P) otomatik olarak açılır.
Sıvı, küçük silindirden büyük silindire, küçük pistonun (3) (D) tekrarlanan hareketleri ile pompalanır. Bu şu şekilde yapılır. Küçük piston (D) yükseldiğinde 6 numaralı valf (K) açılır ve pistonun altındaki boşluğa sıvı emilir. Küçük piston sıvı basıncının etkisi altında indirildiğinde, valf 6 (K) kapanır ve valf 7 (K") açılır ve sıvı büyük kaba akar.
Su ve gazın, içine daldırılmış bir cisim üzerindeki etkisi.
Havada kaldırılması zor olan bir taşı su altında rahatlıkla kaldırabiliyoruz. Mantarı suyun altına koyarsanız ve elinizden bırakırsanız, mantar su yüzüne çıkacaktır. Bu olgular nasıl açıklanabilir?
Sıvının kabın tabanına ve duvarlarına baskı yaptığını biliyoruz (§ 38). Ve eğer sıvının içine katı bir cisim yerleştirilirse, o da tıpkı kabın duvarları gibi basınca maruz kalacaktır.
Sıvının içine daldırılmış bir cisme etki eden kuvvetleri ele alalım. Mantık yürütmeyi kolaylaştırmak için, tabanları sıvının yüzeyine paralel olan paralel yüzlü bir gövde seçelim (Şek.). Vücudun yan yüzlerine etki eden kuvvetler çiftler halinde eşit ve birbirlerini dengeler. Bu kuvvetlerin etkisi altında vücut kasılır. Ancak cismin üst ve alt kenarlarına etki eden kuvvetler aynı değildir. Üst kenar yukarıdan kuvvetle bastırılır F 1 sütun yüksek sıvı H 1. Alt kenar seviyesinde basınç, yükseklikte bir sıvı sütunu üretir. H 2. Bu basınç, bildiğimiz gibi (§ 37), sıvının içinde her yöne iletilir. Sonuç olarak gövdenin alt yüzünde aşağıdan yukarıya doğru kuvvetle F 2 sıvı yüksek bir sütuna basar H 2. Ancak H 2 tane daha H 1, dolayısıyla kuvvet modülü F 2 güç modülü daha F 1. Bu nedenle vücut kuvvetle sıvının dışına itilir. F Vt, kuvvetler farkına eşit F 2 - F 1, yani
