U današnje vrijeme, uobičajeno je da se pritisak naziva takvim fizička količina, što je jednako omjeru sile koja djeluje okomito na određenu površinu, direktno na površinu ove površine. Pa, pod silom pritiska podrazumevaju silu koja deluje okomito na određenu, specifičnu površinu. Možda se čini da se tu završavaju glavne razlike između ova dva koncepta. Zapravo, to apsolutno nije tako, a ako vas zanimaju detaljnije nijanse u vezi sa razlikama između oba ova koncepta, trebalo bi da potrošite malo više vremena na razumijevanje u kojim slučajevima se najčešće koriste.
Glavne karakteristike pritiska i sile pritiska
Prije svega, treba napomenuti da pritisak je skalar, koji ne može imati nikakav pravac. Općenito je prihvaćeno da je pritisak potreban da bi se okarakteriziralo stanje tzv. „kontinuiranog medija“. Iz tog razloga, takav koncept djeluje kao dijagonalna komponenta tenzora napona. Potonji je tenzor koji pripada drugom rangu. Sastoji se od takvih devet vrijednosti, koje su ovdje navedene kako bi se predstavilo mehaničko naprezanje u proizvoljnoj tački opterećenog tijela. 
Kao što znate, pritisak je intenzivna fizička veličina, za čiju oznaku koriste simbol p, koji dolazi od latinske riječi pressura, čiji doslovni prevod znači pritisak. Također treba napomenuti da se u sadašnjem trenutku takva riječ kao što je "pritisak" može primijeniti na različita područja ljudske aktivnosti. Tako je, na primjer, sada uobičajeno praviti razliku između pojmova kao što su krvni tlak, atmosferski tlak, svjetlosni tlak i difuzijski tlak.
Ako većina navedenih pojmova nije dovoljno popularna, te je potpuno neprimjereno govoriti o krvnom tlaku u našoj današnjoj recenziji, onda atmosferski tlak zaslužuje vašu pažnju. Mjeri se barometrom i jednaka je težini iznad njega stupca zraka, čija je osnovna površina jedinica. Pa, ako takva sila djeluje na tijelo da se pod njegovim utjecajem na kraju deformira, onda je takav koncept sasvim prikladno nazvati silom pritiska.
Ulogu sile pritiska može igrati bilo koja sila. Kao takva može se koristiti težina tijela koja bi bez problema mogla deformirati oslonac ili takvu silu, pod čijim se djelovanjem, određeno tijelo pritiska na podlogu. Također, kao i svaka druga sila, ovaj koncept se obično mjeri u njutnima, što ukazuje na još jednu, ništa manje važnu razliku između pojmova koje danas razmatramo, jer se obični pritisak mjeri u paskalima.
Također treba napomenuti da ulogu sile pritiska, osim same težine, može imati i bilo koja druga sila elastičnosti. Inače, što se tiče direktno samog pritiska. Moći ćete je promijeniti na ovaj ili onaj način samo ako promijenite silu pritiska, ili barem promijenite površinu na koju ova sila djeluje.
nalazi
S obzirom na sve navedeno, kako bismo stvorili određenu sliku o tome šta se dešava i dali vam priliku da ipak date odgovor na pitanje: kako se pritisak razlikuje od sile pritiska, žurimo da vam skrenemo pažnju na nekoliko od najvažnijih tačaka. Ne zaboravite da je pritisak fizička veličina koja je jednaka omjeru sile pritiska koja se primjenjuje na datu površinu i površine iste površine. Istovremeno, sila pritiska je sila koja se primjenjuje okomito na površinu.
Imajući ovo na umu, možemo to reći pritisak po jedinici površine, ali se sila već odnosi na cijelo područje dna, koje se u modernoj fizici označava slovom N. Čak i ako ne uzmemo u obzir činjenicu da je u slučaju oba ova koncepta uobičajeno koristiti potpuno različite mjernim jedinicama, možemo reći da su ove pojave potpuno različite. U stvari, pritisak je obična karakteristika koja se može uporediti sa osvetljenjem, dok je sila pritiska direktan efekat koji je izazvan takvim fenomenom.
Pritisak je omjer sile koja djeluje okomito na površinu i površine te površine. Pritisak se meri u paskalima (1 Pa je pritisak koji stvara sila od 1 njutna kada se primeni na površinu od jednog kvadratnog metra).
Sila pritiska je takva sila koja se vrši pritiskom na određenu površinu. Mjeri se u njutnima (1 N). Što je manja površina na koju se primjenjuje ovaj pritisak, to može biti manja primijenjena sila kojom možete postići očekivani učinak.
Sila pritiska djeluje na površinu okomitu na nju. Ne može se identifikovati sa pritiskom. Da biste odredili pritisak, morate njegovu silu podijeliti s površinom na koju se primjenjuje. Ako primijenite istu silu da djeluje na površine različitih područja, tada će pritisak biti veći tamo gdje je površina oslonca manja. Ako znate pritisak i površinu, tada možete saznati silu pritiska množenjem pritiska sa površinom.
Sila je uvijek nužno usmjerena okomito na površinu na koju djeluje. U trećem je jednak njegovom modulu.
Bilo koja sila može igrati ulogu sile pritiska. To može biti uteg koji deformiše oslonac, ili sila koja pritiska tijelo na određenu površinu itd.
Kada su u kontaktu sa čvrstim materijama, tečnosti deluju na njih određenom silom, koja se naziva sila pritiska. U svakodnevnom životu možete osjetiti udar takve sile tako što prstom prekrijete otvor slavine iz kojeg teče voda. Ako se živa ulije u gumeni balon, možete vidjeti da njegovi zidovi počinju izbočiti prema van. Sila može uticati i na druge tečnosti.
Kada čvrste tvari dođu u kontakt, elastična sila nastaje kada se njihov oblik ili volumen promijeni. U tečnostima takve sile ne nastaju pri promjeni oblika. Nedostatak elastičnosti u odnosu na promjene oblika određuje pokretljivost tekućina. Prilikom sabijanja tekućina (mijenjajući njihov volumen) manifestiraju se elastične sile. Zovu se sila pritiska. Odnosno, ako tekućina djeluje na druga tijela koja su u kontaktu s njom silom pritiska, tada je u komprimiranom stanju. Što je tekućina više kompresovana, rezultujući pritisak će biti jači.
Kao rezultat kompresije, gustoća tvari se povećava, pa tekućine imaju elastičnost, što se očituje u odnosu na njihovu gustoću. Ako se posuda zatvori klipom i na vrh se stavi teret, onda kada se klip spusti, tekućina će se početi komprimirati. U njemu će se pojaviti sila pritiska, koja će uravnotežiti težinu klipa s opterećenjem na njemu. Ako nastavite da povećavate opterećenje klipa, tekućina će se nastaviti komprimirati, a rastuća sila pritiska će biti usmjerena na balansiranje opterećenja.
Sve tečnosti (u većoj ili manjoj meri) su sposobne za sabijanje, pa je moguće izmeriti stepen njihove kompresije, koji odgovara određenoj sili pritiska.
Da biste smanjili pritisak na površinu, ako nije moguće smanjiti silu, potrebno je povećati površinu oslonca. Suprotno tome, da biste povećali pritisak, morate smanjiti površinu na koju djeluje njegova sila.
Molekuli plina nisu vezani (ili preslabo) jedni za druge silom interakcije. Stoga se kreću nasumično, gotovo slobodno, ispunjavajući cijeli volumen posude koja im je data. S tim u vezi, svojstva gasova se razlikuju od Y u zavisnosti od pritiska u mnogo većoj meri nego kod tečnosti. Zajedničko im je da pritisak i tečnosti i gasova ne zavisi od oblika posude u koju se mogu postaviti.
Zamislite zatvoreni cilindar ispunjen zrakom s klipom postavljenim na vrhu. Ako počnete da vršite pritisak na klip, tada će se zapremina vazduha u cilindru početi smanjivati, molekule vazduha će se sudariti jedna sa drugom i sa klipom sve intenzivnije, a pritisak komprimiranog vazduha na klip će se povećati.
Ako se klip sada naglo otpusti, tada će ga komprimirani zrak naglo gurnuti prema gore. To će se dogoditi jer će se sa konstantnom površinom klipa povećati sila koja djeluje na klip iz komprimovanog zraka. Površina klipa je ostala nepromijenjena, a sila sa strane molekula plina se povećala, a pritisak se u skladu s tim povećao.
Ili drugi primjer. Čovek stoji na zemlji, stoji sa obe noge. U ovom položaju osoba je udobna, ne doživljava neugodnosti. Ali šta se dešava ako ova osoba odluči da stoji na jednoj nozi? Saviće jednu nogu u kolenu, a sada će se samo jednom nogom osloniti na tlo. U ovom položaju osoba će osjetiti neku nelagodu, jer je pritisak na stopalo povećan, i to oko 2 puta. Zašto? Zato što se površina kroz koju gravitacija sada pritiska osobu na tlo smanjila za 2 puta. Evo primjera šta je pritisak i koliko ga je lako otkriti u svakodnevnom životu.
Sa stanovišta fizike, pritisak je fizička veličina brojčano jednaka sili koja djeluje okomito na površinu po jedinici površine ove površine. Stoga, da bi se odredio pritisak u nekoj tački površine, normalna komponenta sile primijenjene na površinu dijeli se s površinom malog elementa površine, kojom data sila važi. A da bi se odredio prosječni pritisak na cijeloj površini, normalna komponenta sile koja djeluje na površinu mora se podijeliti s ukupnom površinom ove površine.
Pritisak se mjeri u paskalima (Pa). Ova jedinica za pritisak je dobila ime po francuskom matematičaru, fizičaru i piscu Blaiseu Pascalu, piscu osnovnog zakona hidrostatike - Pascalovog zakona, koji kaže da se pritisak koji se vrši na tečnost ili gas prenosi u bilo koju tačku nepromenjen u svim uputstva. Prvi put je jedinica pritiska "paskal" puštena u promet u Francuskoj 1961. godine, prema uredbi o jedinicama, tri veka nakon smrti naučnika.
Jedan paskal jednak je pritisku koji vrši sila od jednog njutna, ravnomjerno raspoređena i usmjerena okomito na površinu od jednog kvadratnog metra.
U paskalima se ne mjeri samo mehanički pritisak (mehaničko naprezanje), već i modul elastičnosti, Youngov modul, modul elastičnosti, granica popuštanja, granica proporcionalnosti, otpornost na kidanje, čvrstoća na smicanje, zvučni pritisak i osmotski pritisak. Tradicionalno, u paskalima se izražavaju najvažnije mehaničke karakteristike materijala u čvrstoći materijala.
Atmosfera tehnička (at), fizička (atm), kilogram-sila po kvadratnom centimetru (kgf / cm2)
Osim paskala, za mjerenje pritiska koriste se i druge (van-sistemske) jedinice. Jedna takva jedinica je “atmosfera” (at). Pritisak jedne atmosfere približno je jednak atmosferskom pritisku na površini Zemlje na nivou mora. Danas se pod “atmosferom” podrazumijeva tehnička atmosfera (at).
Tehnička atmosfera (at) je pritisak koji proizvodi jedan kilogram-sila (kgf) ravnomjerno raspoređen na površini od jednog kvadratnog centimetra. A jedan kilogram-sila je zauzvrat jednaka sili gravitacije koja djeluje na tijelo mase jednog kilograma pod uvjetima ubrzanja slobodan pad, jednako 9,80665 m/s2. Jedan kilogram-sila je, dakle, jednaka 9,80665 Newtona, a 1 atmosfera je jednaka tačno 98066,5 Pa. 1 na = 98066,5 Pa.
U atmosferama se, na primjer, mjeri pritisak u automobilskim gumama, na primjer, preporučeni tlak u gumama putničkog autobusa GAZ-2217 je 3 atmosfere.
Postoji i „fizička atmosfera“ (atm), definisana kao pritisak stuba žive, visine 760 mm u svojoj osnovi, s obzirom da je gustina žive 13595,04 kg/m3, na temperaturi od 0°C i ispod uslovi gravitacionog ubrzanja od 9, 80665 m/s2. Dakle, ispada da je 1 atm = 1,033233 atm = 101 325 Pa.
Što se tiče kilogram-sile po kvadratnom centimetru (kgf/cm2), ova nesistemska jedinica pritiska jednaka je normalnom atmosferskom pritisku sa dobrom tačnošću, što je ponekad zgodno za procenu različitih efekata.
Nesistemska jedinica "bar" je približno jednaka jednoj atmosferi, ali je preciznija - tačno 100.000 Pa. U CGS sistemu, 1 bar je jednak 1.000.000 dina/cm2. Ranije je naziv "bar" nosila jedinica, sada nazvana "barijum", a jednaka je 0,1 Pa ili u CGS sistemu 1 barijum = 1 din / cm2. Riječi "bar", "barijum" i "barometar" potiču od iste grčke riječi za "gravitaciju".
Često po meri atmosferski pritisak u meteorologiji se koristi jedinica mbar (milibar), jednaka 0,001 bar. I za mjerenje pritiska na planetama gdje je atmosfera vrlo razrijeđena - mikrobar (mikrobar), jednak 0,000001 bar. Na tehničkim manometrima najčešće skala ima gradaciju u barovima.
Milimetar živinog stuba (mm Hg), milimetar vodenog stuba (mm vodenog stuba)
Nesistemska jedinica mjere "milimetar žive" je 101325/760 = 133,3223684 Pa. Označava se "mm Hg", ali ponekad se označava kao "torr" - u čast italijanskog fizičara, Galileovog učenika, Evangeliste Torricellija, autora koncepta atmosferskog pritiska.
Jedinica je formirana u vezi sa pogodnim načinom merenja atmosferskog pritiska barometrom, u kome je živin stub u ravnoteži pod uticajem atmosferskog pritiska. Živa ima veliku gustinu od oko 13.600 kg/m3 i karakteriše je nizak pritisak zasićene pare na sobnoj temperaturi, zbog čega je nekada bila odabrana živa za barometre.
Na nivou mora, atmosferski pritisak je približno 760 mm Hg, to je ta vrijednost koja se danas smatra normalnim atmosferskim tlakom, jednakim 101325 Pa ili jednoj fizičkoj atmosferi, 1 atm. To jest, 1 milimetar žive jednak je 101325/760 paskala.
U milimetrima žive, pritisak se mjeri u medicini, meteorologiji i zračnoj navigaciji. U medicini se krvni pritisak meri u mmHg, a u vakuumskoj tehnologiji se meri u mmHg, zajedno sa crticama. Ponekad čak i jednostavno napišu 25 mikrona, što znači mikrone žive, kada je u pitanju evakuacija, a mjerenja tlaka se vrše pomoću vakuum mjerača.
U nekim slučajevima se koriste milimetri vodenog stupca, a zatim 13,59 mm vodenog stupca \u003d 1 mm Hg. Ponekad je to svrsishodnije i praktičnije. Milimetar vodenog stuba, kao i milimetar stuba žive, je vansistemska jedinica, jednaka je hidrostatičkom pritisku od 1 mm vodenog stuba, koji ovaj stub vrši na ravnu podlogu pri temperaturi vode u stubu. od 4°C.
FIZIKA. 1. Predmet i struktura fizike F. nauka koja proučava najjednostavnije i istovremeno najviše. opšta svojstva i zakoni kretanja objekata materijalnog sveta koji nas okružuju. Kao rezultat ove općenitosti, ne postoje prirodni fenomeni koji nemaju fizičke. svojstva... Physical Encyclopedia
Nauka koja proučava najjednostavnije i ujedno najopštije obrasce prirodnih pojava, principe i strukturu materije i zakone njenog kretanja. Koncepti F. i njegovih zakona leže u osnovi svih prirodnih nauka. F. pripada egzaktnim naukama i proučavanim količinama... Physical Encyclopedia
FIZIKA- FIZIKA, nauka koja proučava, zajedno sa hemijom, opšte zakone transformacije energije i materije. Obe nauke su zasnovane na dva osnovna zakona prirodnih nauka - zakon održanja mase (zakon Lomonosova, Lavoisier) i zakon održanja energije (R. Mayer, Jaul... ... Velika medicinska enciklopedija
Fizika zvijezda je jedna od grana astrofizike koja proučava fizičku stranu zvijezda (masa, gustina,...). Sadržaj 1 Dimenzije, mase, gustina, sjaj zvijezda 1.1 Masa zvijezda ... Wikipedia
I. Predmet i struktura fizike Fizika je nauka koja proučava najjednostavnije i ujedno najopštije obrasce prirodnih pojava, svojstva i strukturu materije i zakone njenog kretanja. Dakle, koncepti F. i njegovi zakoni leže u osnovi svega ... ...
U širem smislu, pritisak veći od atmosferskog pritiska; u specifičnim tehničkim i naučni zadaci pritisak koji premašuje karakterističnu vrijednost za svaki zadatak. Podjednako konvencionalno u literaturi nalazi se i podjela D. stoljeća. do visokog i ... ... Veliki sovjetska enciklopedija
- (od starogrčkog physis nature). Stari su fizikom nazivali svako proučavanje okolnog svijeta i prirodnih pojava. Ovakvo shvatanje pojma fizika očuvalo se do kraja 17. veka. Kasnije su se pojavile brojne posebne discipline: hemija, koja proučava svojstva ... ... Collier Encyclopedia
Istraživanje uticaja veoma visokih pritisaka na materiju, kao i stvaranje metoda za dobijanje i merenje takvih pritisaka. Istorija razvoja fizike visokog pritiska je neverovatan primer neobično brzog napretka nauke, ... ... Collier Encyclopedia
Fizika čvrstog stanja je grana fizike kondenzovane materije čiji je zadatak da opiše fizička svojstvačvrste materije u smislu njihove atomske strukture. Intenzivno se razvijao u XX veku nakon otkrića kvantna mehanika… … Wikipedia
Sadržaj 1 Metode pripreme 1.1 Isparavanje tečnosti ... Wikipedia
Knjige
- fizika. 7. razred. Radna sveska za udžbenik A. V. Peryshkina. Vertical. GEF, Khannanova Tatyana Andreevna, Khannanov Nail Kutdusovich, Korist je sastavni dio UMK A. V. Peryshkin "Fizika. Razredi 7-9", koji je revidiran u skladu sa zahtjevima nove savezne države obrazovni standard.… Kategorija: Fizika. Astronomija (7-9. razred) Serija: Fizika Izdavač: Drofa,
- Fizika 7. razred Radna sveska za udžbenik A. V. Peryshkin, Khannanova T., Khannanov N., Priručnik je sastavni dio nastavnog materijala A. V. Peryshkina „Fizika. 7-9 razred“, koji je revidiran u skladu sa zahtjevima novog Federalnog državnog obrazovnog standarda. U… Kategorija:
Čovjek na skijama, i bez njih.
Po rastresitom snijegu osoba hoda s velikim poteškoćama, duboko tone na svakom koraku. Ali, obuvši skije, može hodati, gotovo bez pada u nju. Zašto? Na skijama ili bez skija, osoba djeluje na snijeg istom silom koja je jednaka njegovoj vlastitoj težini. Međutim, djelovanje ove sile u oba slučaja je različito, jer je površina na koju osoba pritiska različita, sa i bez skija. Površina skija je skoro 20 puta više površine tabani. Dakle, stojeći na skijama, osoba djeluje na svaki kvadratni centimetar površine snijega sa silom 20 puta manjom nego stojeći na snijegu bez skija.
Učenik, koji dugmadima zakači novine na ploču, djeluje na svako dugme istom snagom. Međutim, dugme sa oštrijim krajem je lakše ući u stablo.
To znači da rezultat djelovanja sile ne ovisi samo o njenom modulu, smjeru i tački primjene, već i o površini površine na koju se primjenjuje (okomito na koju djeluje).
Ovaj zaključak potvrđuju fizički eksperimenti.
Iskustvo. Rezultat ove sile ovisi o tome koja sila djeluje po jedinici površine površine.
Ekseri se moraju zabiti u uglove male ploče. Prvo postavljamo eksere zabijene u dasku na pijesak sa vrhovima prema gore i stavljamo uteg na dasku. U ovom slučaju, glave eksera su samo malo utisnute u pijesak. Zatim okrenite dasku i stavite eksere na vrh. U ovom slučaju, površina oslonca je manja, a pod djelovanjem iste sile, nokti zalaze duboko u pijesak.
Iskustvo. Druga ilustracija.
Rezultat djelovanja ove sile ovisi o tome koja sila djeluje na svaku jedinicu površine.
U razmatranim primjerima sile su djelovale okomito na površinu tijela. Težina osobe bila je okomita na površinu snijega; sila koja djeluje na dugme je okomita na površinu ploče.
Vrijednost jednaka omjeru sile koja djeluje okomito na površinu i površine ove površine naziva se tlakom.
Da bi se odredio pritisak, potrebno je podijeliti silu koja djeluje okomito na površinu s površinom:
pritisak = sila / površina.
Označimo količine uključene u ovaj izraz: pritisak - str, sila koja djeluje na površinu, - F i površinu S.
Tada dobijamo formulu:
p = F/S
Jasno je da će veća sila koja djeluje na isto područje proizvesti veći pritisak.
Jedinica za pritisak se uzima kao pritisak koji proizvodi silu od 1 N koja djeluje na površinu od 1 m 2 okomito na ovu površinu.
Jedinica za pritisak - njutna po kvadratnom metru(1 N/m 2). U čast francuskog naučnika Blaise Pascal zove se paskal Pa). dakle,
1 Pa = 1 N / m 2.
Koriste se i druge jedinice za pritisak: hektopaskal (hPa) i kilopascal (kPa).
1 kPa = 1000 Pa;
1 hPa = 100 Pa;
1 Pa = 0,001 kPa;
1 Pa = 0,01 hPa.
Zapišimo stanje problema i riješimo ga.
Dato : m = 45 kg, S = 300 cm 2; p = ?
U SI jedinicama: S = 0,03 m 2
Odluka:
str = F/S,
F = P,
P = g m,
P= 9,8 N 45 kg ≈ 450 N,
str\u003d 450 / 0,03 N / m 2 \u003d 15000 Pa \u003d 15 kPa
"Odgovor": p = 15000 Pa = 15 kPa
Načini smanjenja i povećanja pritiska.
Teški traktor gusjenice stvara pritisak na tlo jednak 40-50 kPa, odnosno samo 2-3 puta veći od pritiska dječaka teškog 45 kg. To je zato što se težina traktora raspoređuje na veću površinu zahvaljujući pogonu gusjenice. I mi smo to utvrdili što je veća površina oslonca, to je manji pritisak koji stvara ista sila na ovaj oslonac .
Ovisno o tome da li trebate dobiti mali ili veliki pritisak, površina oslonca se povećava ili smanjuje. Na primjer, kako bi tlo izdržalo pritisak zgrade koja se podiže, povećava se površina donjeg dijela temelja.
Kamionske gume i šasije aviona napravljene su mnogo šire od putničkih automobila. Posebno široke gume su napravljene za automobile dizajnirane za putovanje u pustinjama.
Teške mašine, poput traktora, tenka ili močvare, sa velikom nosivom površinom gusenica, prolaze kroz močvarni teren kroz koji čovek ne može da prođe.
S druge strane, sa malom površinom, može se stvoriti veliki pritisak sa malom silom. Na primjer, pritiskom na dugme u dasku, na nju djelujemo silom od oko 50 N. Budući da je površina vrha gumba približno 1 mm 2, pritisak koji proizvodi jednak je:
p = 50 N / 0,000001 m 2 = 50 000 000 Pa = 50 000 kPa.
Poređenja radi, ovaj pritisak je 1000 puta veći od pritiska koji guseničarski traktor vrši na tlo. Može se naći još mnogo takvih primjera.
Oštrica alata za rezanje i bušenje (noževi, makaze, rezači, testere, igle itd.) posebno se naoštravaju. Naoštrena ivica oštrog sečiva ima malu površinu, pa čak i mala sila stvara veliki pritisak, a sa takvim alatom je lako raditi.
Uređaji za rezanje i pirsing nalaze se i kod divljih životinja: to su zubi, kandže, kljunovi, šiljci itd. - svi su napravljeni od tvrdog materijala, glatki i vrlo oštri.
Pritisak
Poznato je da se molekuli gasa kreću nasumično.
Već znamo da plinovi, za razliku od čvrstih tijela i tekućina, ispunjavaju cijelu posudu u kojoj se nalaze. Na primjer, čelični cilindar za skladištenje plinova, cijev za automobilske gume ili lopta za odbojku. U tom slučaju plin vrši pritisak na stijenke, dno i poklopac cilindra, komore ili bilo kojeg drugog tijela u kojem se nalazi. Pritisak plina je uzrokovan drugim uzrocima osim pritiska čvrsto telo na osloncu.
Poznato je da se molekuli gasa kreću nasumično. Tokom svog kretanja sudaraju se jedni sa drugima, kao i sa zidovima posude u kojoj se nalazi gas. U plinu se nalazi mnogo molekula, pa je broj njihovih udara vrlo velik. Na primjer, broj pogodaka molekula zraka u prostoriji na površini od 1 cm 2 u 1 s izražava se kao dvadesettrocifreni broj. Iako je udarna sila pojedinog molekula mala, djelovanje svih molekula na stijenke posude je značajno – stvara pritisak plina.
dakle, pritisak gasa na zidove posude (i na telo koje se nalazi u gasu) je uzrokovan udarima molekula gasa .
Razmotrite sljedeće iskustvo. Stavite gumenu loptu ispod zvona vazdušne pumpe. Sadrži malu količinu zraka i nepravilnog je oblika. Zatim pumpom ispumpavamo vazduh ispod zvona. Školjka lopte, oko koje se zrak sve više razrjeđuje, postepeno nabubri i poprima oblik pravilne lopte.
Kako objasniti ovo iskustvo?
Za skladištenje i transport komprimovanog gasa koriste se specijalni izdržljivi čelični cilindri.
U našem eksperimentu, pokretne molekule plina neprekidno udaraju o zidove lopte iznutra i izvana. Kada se zrak ispumpava, broj molekula u zvonu oko školjke lopte se smanjuje. Ali unutar lopte njihov broj se ne mijenja. Stoga, broj udaraca molekula na vanjske zidove ljuske postaje manji od broja udaraca na unutrašnje zidove. Balon se naduvava sve dok sila elastičnosti njegove gumene školjke ne postane jednaka sili pritiska gasa. Školjka lopte ima oblik lopte. Ovo pokazuje to gas pritiska na njegove zidove podjednako u svim pravcima. Drugim riječima, broj molekularnih udara po kvadratnom centimetru površine je isti u svim smjerovima. Isti pritisak u svim smjerovima karakterističan je za plin i posljedica je nasumičnog kretanja ogromnog broja molekula.
Pokušajmo smanjiti volumen plina, ali tako da njegova masa ostane nepromijenjena. To znači da u svakom kubni centimetar biće više molekula gasa, gustina gasa će se povećati. Tada će se povećati broj udara molekula na zidove, odnosno povećat će se pritisak plina. To se može potvrditi iskustvom.
Na slici a Prikazana je staklena cijev čiji je jedan kraj prekriven tankim gumenim filmom. U cijev je umetnut klip. Kada se klip ugura unutra, zapremina vazduha u cevi se smanjuje, odnosno gas se kompresuje. Gumeni film izboči prema van, što ukazuje na povećanje pritiska vazduha u cevi.
Naprotiv, sa povećanjem zapremine iste mase gasa, broj molekula u svakom kubnom centimetru se smanjuje. To će smanjiti broj udaraca na zidove posude - pritisak plina će postati manji. Zaista, kada se klip izvuče iz cijevi, volumen zraka se povećava, film se savija unutar posude. To ukazuje na smanjenje tlaka zraka u cijevi. Isti fenomen bi se uočio kada bi umjesto zraka u cijevi bio neki drugi plin.
dakle, kada se zapremina gasa smanjuje, njegov pritisak raste, a kada se povećava zapremina, pritisak se smanjuje, pod uslovom da masa i temperatura gasa ostanu nepromenjene.
Kako se mijenja pritisak gasa kada se zagreva konstantnom zapreminom? Poznato je da se brzina kretanja molekula plina povećava kada se zagriju. Krećući se brže, molekuli će češće udarati o zidove posude. Osim toga, svaki udar molekula na zid će biti jači. Kao rezultat toga, zidovi posude će doživjeti veći pritisak.
dakle, Pritisak gasa u zatvorenoj posudi je veći što je temperatura gasa viša, pod uslovom da se masa gasa i zapremina ne menjaju.
Iz ovih eksperimenata može se zaključiti da pritisak gasa je veći, što češće i jače molekuli udaraju o zidove posude .
Za skladištenje i transport gasova su visoko komprimovani. Istovremeno, njihov pritisak raste, plinovi moraju biti zatvoreni u posebne, vrlo izdržljive cilindre. Takvi cilindri, na primjer, sadrže komprimirani zrak u podmornicama, kisik koji se koristi u zavarivanju metala. Naravno, uvijek moramo imati na umu da se plinske boce ne mogu zagrijati, posebno kada su napunjene plinom. Jer, kao što već razumijemo, može doći do eksplozije sa vrlo neugodnim posljedicama.
Pascalov zakon.
Pritisak se prenosi na svaku tačku tečnosti ili gasa.
Pritisak klipa se prenosi na svaku tačku tečnosti koja ispunjava loptu.
Sada gas.
Za razliku od čvrstih tijela, pojedinačni slojevi i male čestice tekućine i plina mogu se slobodno kretati jedni u odnosu na druge u svim smjerovima. Dovoljno je, na primjer, lagano puhati po površini vode u čaši da se voda pomjeri. Mreškanje se pojavljuje na rijeci ili jezeru pri najmanjem povjetarcu.
Mobilnost čestica plina i tekućine to objašnjava pritisak koji se stvara na njih prenosi se ne samo u pravcu sile, već u svakoj tački. Razmotrimo ovaj fenomen detaljnije.
na slici, a prikazana je posuda koja sadrži gas (ili tečnost). Čestice su ravnomjerno raspoređene po cijeloj posudi. Posuda je zatvorena klipom koji se može pomicati gore-dolje.
Primjenom neke sile, učinimo da se klip pomakne malo prema unutra i komprimiramo plin (tečnost) direktno ispod njega. Tada će se čestice (molekule) nalaziti na ovom mjestu gušće nego prije (slika, b). Zbog pokretljivosti plina čestice će se kretati u svim smjerovima. Kao rezultat toga, njihov raspored će ponovo postati ujednačen, ali gušći nego prije (slika c). Stoga će se pritisak plina posvuda povećati. To znači da se dodatni pritisak prenosi na sve čestice gasa ili tečnosti. Dakle, ako se pritisak na plin (tečnost) u blizini samog klipa poveća za 1 Pa, tada u svim tačkama unutra pritisak gasa ili tečnosti će biti veći nego ranije za istu količinu. Pritisak na stijenke posude, na dno i na klip će se povećati za 1 Pa.
Pritisak koji se vrši na tekućinu ili plin prenosi se na bilo koju tačku podjednako u svim smjerovima .
Ova izjava se zove Pascalov zakon.
Na osnovu Pascalovog zakona, lako je objasniti sljedeće eksperimente.
Na slici je prikazana šuplja kugla sa malim rupama na raznim mjestima. Na kuglu je pričvršćena cijev u koju je umetnut klip. Ako uvučete vodu u loptu i gurnete klip u cijev, tada će voda teći iz svih rupa na kugli. U ovom eksperimentu, klip pritiska na površinu vode u cijevi. Čestice vode ispod klipa, kondenzujući, prenose svoj pritisak na druge slojeve koji leže dublje. Tako se pritisak klipa prenosi na svaku tačku tečnosti koja ispunjava loptu. Kao rezultat toga, dio vode se istiskuje iz lopte u obliku identičnih potoka koji teku iz svih rupa.
Ako je lopta ispunjena dimom, onda kada se klip gurne u cijev, identični mlazovi dima će početi izlaziti iz svih rupa na lopti. Ovo potvrđuje da i plinovi prenose pritisak koji se na njih stvara podjednako u svim smjerovima.
Pritisak u tečnosti i gasu.
Pod težinom tečnosti, gumeno dno u cevi će se savijati.
Na tečnosti, kao i na sva tela na Zemlji, utiče sila gravitacije. Dakle, svaki sloj tečnosti uliven u posudu svojom težinom stvara pritisak koji se, prema Pascalovom zakonu, prenosi u svim pravcima. Zbog toga postoji pritisak unutar tečnosti. To se može potvrditi iskustvom.
Ulijte vodu u staklenu cijev, čija je donja rupa zatvorena tankim gumenim filmom. Pod težinom tečnosti, dno cijevi će se saviti.
Iskustvo pokazuje da što je veći stup vode iznad gumenog filma, to više pada. Ali svaki put kada se gumeno dno spusti, voda u cijevi dolazi u ravnotežu (zaustavlja se), jer na vodu, osim gravitacije, djeluje i elastična sila rastegnutog gumenog filma.
Sile koje djeluju na gumeni film |
isti su sa obe strane. |
Ilustracija.
Dno se odmiče od cilindra zbog pritiska na njega zbog gravitacije.
Cjevčicu sa gumenim dnom, u koju se sipa voda, spustimo u drugu, širu posudu sa vodom. Vidjet ćemo da se kako se cijev spušta, gumeni film postepeno ispravlja. Potpuno ispravljanje filma pokazuje da su sile koje na njega djeluju odozgo i odozdo jednake. Potpuno ispravljanje filma nastaje kada se nivoi vode u cijevi i posudi poklope.
Isti eksperiment se može izvesti s cijevi u kojoj gumeni film zatvara bočni otvor, kao što je prikazano na slici a. Uronite ovu cijev s vodom u drugu posudu s vodom, kao što je prikazano na slici, b. Primetićemo da se film ponovo ispravi čim se nivoi vode u cevi i posudi izjednače. To znači da su sile koje djeluju na gumeni film jednake sa svih strana.
Uzmite posudu čije dno može otpasti. Stavimo ga u teglu vode. U tom slučaju dno će biti čvrsto pritisnuto uz rub posude i neće otpasti. Pritišće ga sila pritiska vode, usmjerena odozdo prema gore.
Pažljivo ćemo sipati vodu u posudu i paziti na njeno dno. Čim se nivo vode u posudi poklopi sa nivoom vode u tegli, ona će otpasti iz posude.
U trenutku odvajanja, stub tečnosti u posudi pritiska na dno, a pritisak se prenosi odozdo prema gore na dno istog stuba tečnosti u visini, ali se nalazi u tegli. Oba ova pritiska su ista, ali se dno odmiče od cilindra usled dejstva na njega vlastitu snagu gravitacija.
Eksperimenti s vodom su opisani gore, ali ako umjesto vode uzmemo bilo koju drugu tekućinu, rezultati eksperimenta će biti isti.
Dakle, eksperimenti to pokazuju unutar tečnosti postoji pritisak, a na istom nivou isti je u svim pravcima. Pritisak raste sa dubinom.
Gasovi se po tome ne razlikuju od tečnosti, jer imaju i težinu. Ali moramo zapamtiti da je gustina gasa stotine puta manja od gustine tečnosti. Težina plina u posudi je mala i u mnogim slučajevima se može zanemariti njegov "težinski" pritisak.
Proračun pritiska tečnosti na dnu i zidovima posude.
Proračun pritiska tečnosti na dnu i zidovima posude.
Razmislite kako možete izračunati pritisak tekućine na dno i zidove posude. Najprije riješimo problem za posudu koja ima oblik pravokutnog paralelepipeda.
Force F, kojom tečnost ulivena u ovu posudu pritiska na njeno dno, jednaka je težini P tečnost u posudi. Težina tečnosti se može odrediti poznavanjem njene mase. m. Masa se, kao što znate, može izračunati po formuli: m = ρ V. Zapreminu tečnosti koja se sipa u posudu koju smo odabrali je lako izračunati. Ako je visina stupca tečnosti u posudi označena slovom h, i površina dna posude S, onda V = S h.
Tečna masa m = ρ V, ili m = ρ S h .
Težina ove tečnosti P = gm, ili P = g ρ S h.
Pošto je težina stuba tečnosti jednaka sili kojom tečnost pritiska dno posude, onda, podelivši težinu P Na trg S, dobijamo pritisak tečnosti str:
p = P/S , ili p = g ρ S h/S,
Dobili smo formulu za izračunavanje pritiska tečnosti na dnu posude. Iz ove formule se vidi da pritisak tečnosti na dnu posude zavisi samo od gustine i visine stuba tečnosti.
Stoga je prema izvedenoj formuli moguće izračunati pritisak tekućine koja se ulijeva u posudu bilo koji oblik(Strogo govoreći, naš proračun je prikladan samo za posude koje imaju oblik ravne prizme i cilindra. Na kursevima fizike za institut dokazano je da formula vrijedi i za posudu proizvoljnog oblika). Osim toga, može se koristiti za izračunavanje pritiska na zidove posude. Pritisak unutar fluida, uključujući pritisak odozdo prema gore, također se izračunava pomoću ove formule, budući da je pritisak na istoj dubini isti u svim smjerovima.
Prilikom izračunavanja pritiska koristite formulu p = gph potrebna gustina ρ izraženo u kilogramima po kubnom metru (kg/m 3), i visini stupca tečnosti h- u metrima (m), g\u003d 9,8 N / kg, tada će pritisak biti izražen u paskalima (Pa).
Primjer. Odrediti pritisak ulja na dnu rezervoara ako je visina stuba ulja 10 m, a njegova gustina 800 kg/m 3 .
Zapišimo stanje problema i zapišemo ga.
Dato :
ρ \u003d 800 kg / m 3
Odluka :
p = 9,8 N/kg 800 kg/m 3 10 m ≈ 80 000 Pa ≈ 80 kPa.
Odgovori : p ≈ 80 kPa.
Plovila za komunikaciju.
Plovila za komunikaciju.
Na slici su prikazane dvije posude povezane jedna s drugom gumenom cijevi. Takve posude se nazivaju komuniciranje. Kanta za zalijevanje, čajnik, lonac za kafu primjeri su komunikacijskih posuda. Iz iskustva znamo da voda izlivena, na primjer, u kantu za zalijevanje uvijek stoji na istom nivou u izljevu i unutra.
Komunikacijski brodovi su nam zajednički. Na primjer, to može biti čajnik, kantica za zalivanje ili lonac za kafu. |
Površine homogene tečnosti postavljaju se na istom nivou u komunikacionim posudama bilo kog oblika. |
Tečnosti različite gustine. |
Sa komunikacijskim posudama može se izvesti sljedeći jednostavan eksperiment. Na početku eksperimenta u sredini stegnemo gumenu cijev i u jednu od cijevi ulijemo vodu. Zatim otvaramo stezaljku i voda trenutno teče u drugu cijev sve dok površine vode u obje cijevi ne budu na istom nivou. Možete pričvrstiti jednu od cijevi u stativ, a drugu podići, spustiti ili nagnuti u različitim smjerovima. I u ovom slučaju, čim se tečnost smiri, njeni nivoi u obe epruvete će se izjednačiti.
U komunikacijskim posudama bilo kojeg oblika i presjeka, površine homogene tekućine postavljene su na istu razinu(pod uslovom da je pritisak vazduha nad tečnošću isti) (Sl. 109).
Ovo se može opravdati na sljedeći način. Tečnost miruje bez prelaska iz jedne posude u drugu. To znači da su pritisci u obje posude isti na bilo kojem nivou. Tečnost u obe posude je ista, odnosno ima istu gustinu. Stoga i njegove visine moraju biti iste. Kada podignemo jednu posudu ili joj dodamo tečnost, pritisak u njoj raste i tečnost prelazi u drugu posudu dok se pritisci ne izjednače.
Ako se tečnost jedne gustine ulije u jednu od komunikacijskih posuda, a druge gustine ulije u drugu, tada u ravnoteži nivoi ovih tečnosti neće biti isti. I ovo je razumljivo. Znamo da je pritisak tečnosti na dno posude direktno proporcionalan visini stuba i gustini tečnosti. I u ovom slučaju, gustine tečnosti će biti različite.
Sa jednakim pritiscima, visina stupca tečnosti veće gustine biće manja od visine stuba tečnosti manje gustine (slika).
Iskustvo. Kako odrediti masu vazduha.
Težina vazduha. Atmosferski pritisak.
postojanje atmosferskog pritiska.
Atmosferski pritisak je veći od pritiska razrijeđenog zraka u posudi.
Sila gravitacije djeluje na zrak, kao i na bilo koje tijelo koje se nalazi na Zemlji, te stoga zrak ima težinu. Težina zraka je lako izračunati, znajući njegovu masu.
Iskustvom ćemo pokazati kako izračunati masu zraka. Da biste to učinili, uzmite jaku staklenu kuglu s plutom i gumenu cijev sa stezaljkom. Pumpom ispumpavamo zrak iz njega, cijev stegnemo stezaljkom i balansiramo na vagi. Zatim, otvarajući stezaljku na gumenoj cijevi, pustite zrak u nju. U tom slučaju, ravnoteža vage će biti poremećena. Da biste ga obnovili, morat ćete na drugu posudu vage staviti utege, čija će masa biti jednaka masi zraka u zapremini lopte.
Eksperimentima je utvrđeno da pri temperaturi od 0°C i normalnom atmosferskom pritisku masa zraka zapremine 1 m 3 iznosi 1,29 kg. Težina ovog zraka je lako izračunati:
P = g m, P = 9,8 N/kg 1,29 kg ≈ 13 N.
Vazdušni omotač koji okružuje zemlju naziva se atmosfera (iz grčkog. atmosfera para, vazduh i sfera- lopta).
Atmosfera prikazana posmatranjima leta umjetni sateliti Zemlja, prostire se na visinu od nekoliko hiljada kilometara.
Usljed djelovanja gravitacije, gornji slojevi atmosfere, poput okeanske vode, sabijaju donje slojeve. Vazdušni sloj koji se nalazi neposredno uz Zemlju je najviše komprimovan i, prema Pascalovom zakonu, prenosi pritisak koji se na njega stvara u svim pravcima.
Kao rezultat zemljine površine a tijela na njemu doživljavaju pritisak cijele debljine zraka ili, kako se u takvim slučajevima obično kaže, doživljavaju Atmosferski pritisak .
Postojanje atmosferskog pritiska može se objasniti mnogim pojavama sa kojima se susrećemo u životu. Hajde da razmotrimo neke od njih.
Na slici je prikazana staklena cijev, unutar koje se nalazi klip koji dobro prianja uz zidove cijevi. Kraj cijevi je umočen u vodu. Ako podignete klip, voda će iza njega porasti.
Ovaj fenomen se koristi u pumpama za vodu i nekim drugim uređajima.
Na slici je prikazana cilindrična posuda. Zatvara se čepom u koji je umetnuta cijev sa slavinom. Vazduh se ispumpava iz posude pomoću pumpe. Kraj cijevi se zatim stavlja u vodu. Ako sada otvorite slavinu, tada će voda pljusnuti u unutrašnjost posude u fontani. Voda ulazi u posudu jer je atmosferski pritisak veći od pritiska razrijeđenog zraka u posudi.
Zašto postoji vazdušni omotač Zemlje.
Kao i sva tijela, molekuli plinova koji čine vazdušni omotač Zemlje privučeni su Zemljom.
Ali zašto onda svi ne padaju na površinu Zemlje? Kako se čuva vazdušni omotač Zemlje, njena atmosfera? Da bismo ovo razumjeli, moramo uzeti u obzir da su molekuli plinova u neprekidnom i nasumičnom kretanju. Ali onda se postavlja drugo pitanje: zašto ti molekuli ne odlete u svjetski prostor, odnosno u svemir.
Da bi u potpunosti napustio Zemlju, molekul, kao svemirski brod ili raketa, mora imati vrlo veliku brzinu (najmanje 11,2 km/s). Ova tzv druga brzina bijega. Brzina većine molekula u Zemljinom vazdušnom omotaču je mnogo manja od ove kosmičke brzine. Stoga je većina njih vezana za Zemlju gravitacijom, samo zanemarljiv broj molekula leti izvan Zemlje u svemir.
Nasumično kretanje molekula i djelovanje gravitacije na njih rezultira činjenicom da molekuli plina "plutaju" u svemiru u blizini Zemlje, formirajući zračnu ljusku, odnosno nama poznatu atmosferu.
Mjerenja pokazuju da se gustina zraka brzo smanjuje s visinom. Dakle, na visini od 5,5 km iznad Zemlje, gustina vazduha je 2 puta manja od njegove gustine na površini Zemlje, na visini od 11 km - 4 puta manja, itd. Što je veća, to je vazduh rjeđi. I konačno, u najvišim slojevima (stotine i hiljade kilometara iznad Zemlje), atmosfera se postepeno pretvara u prostor bez vazduha. Zračna ljuska Zemlje nema jasne granice.
Strogo govoreći, zbog djelovanja gravitacije, gustina plina u bilo kojoj zatvorenoj posudi nije ista u cijelom volumenu posude. Na dnu posude je gustina gasa veća nego u njenim gornjim delovima, pa stoga pritisak u posudi nije isti. Veći je na dnu posude nego na vrhu. Međutim, za plin koji se nalazi u posudi, ova razlika u gustoći i tlaku je toliko mala da se u mnogim slučajevima može potpuno zanemariti, samo je budite svjesni. Ali za atmosferu koja se proteže na nekoliko hiljada kilometara, razlika je značajna.
Mjerenje atmosferskog pritiska. Toričelijevo iskustvo.
Nemoguće je izračunati atmosferski pritisak koristeći formulu za izračunavanje pritiska stuba tečnosti (§ 38). Za takav proračun morate znati visinu atmosfere i gustinu zraka. Ali atmosfera nema određene granice, a gustoća zraka na različitim visinama je različita. Međutim, atmosferski pritisak se može izmeriti korišćenjem eksperimenta koji je u 17. veku predložio italijanski naučnik. Evangelista Torricelli Galilejev učenik.
Torricellijev eksperiment je sljedeći: staklena cijev duga oko 1 m, zatvorena na jednom kraju, napunjena je živom. Zatim se, čvrsto zatvarajući drugi kraj cijevi, okreće i spušta u čašu sa živom, gdje se ovaj kraj cijevi otvara ispod nivoa žive. Kao iu svakom eksperimentu s tekućinom, dio žive se sipa u čašu, a dio ostaje u cijevi. Visina živine kolone koja ostaje u cijevi je približno 760 mm. Iznad žive unutar cevi nema vazduha, postoji prostor bez vazduha, tako da nijedan gas ne vrši pritisak odozgo na živin stub unutar ove cevi i ne utiče na merenja.
Torricelli, koji je predložio gore opisano iskustvo, također je dao svoje objašnjenje. Atmosfera pritišće površinu žive u čaši. Merkur je u ravnoteži. To znači da je pritisak u cijevi aa 1 (vidi sliku) jednako je atmosferskom pritisku. Kada se promijeni atmosferski tlak, mijenja se i visina stupca žive u cijevi. Kako pritisak raste, kolona se produžava. Kako pritisak opada, stub žive se smanjuje po visini.
Pritisak u cevi na nivou aa1 stvara težina stuba žive u cevi, jer iznad žive u gornjem delu cevi nema vazduha. Otuda to slijedi atmosferski pritisak je jednak pritisku kolone žive u cevi , tj.
str atm = strživa.
Što je veći atmosferski pritisak, veći je stupac žive u Torricellijevom eksperimentu. Stoga se u praksi atmosferski pritisak može mjeriti visinom živinog stupa (u milimetrima ili centimetrima). Ako je, na primjer, atmosferski pritisak 780 mm Hg. Art. (kažu "milimetri žive"), to znači da vazduh proizvodi isti pritisak koji proizvodi vertikalni stub žive visine 780 mm.
Stoga se u ovom slučaju za jedinicu atmosferskog tlaka uzima 1 milimetar žive (1 mm Hg). Hajde da pronađemo odnos između ove jedinice i jedinice koja nam je poznata - pascal(Pa).
Pritisak živinog stupa ρ visine 1 mm je:
str = g ρ h, str\u003d 9,8 N / kg 13 600 kg / m 3 0,001 m ≈ 133,3 Pa.
Dakle, 1 mm Hg. Art. = 133,3 Pa.
Trenutno se atmosferski pritisak obično mjeri u hektopaskalima (1 hPa = 100 Pa). Na primjer, vremenski izvještaji mogu objaviti da je pritisak 1013 hPa, što je isto kao 760 mmHg. Art.
Posmatrajući svakodnevno visinu stupca žive u cijevi, Torricelli je otkrio da se ta visina mijenja, odnosno da atmosferski tlak nije konstantan, može se povećavati i smanjivati. Torricelli je također primijetio da je atmosferski pritisak povezan s promjenama vremena.
Ako pričvrstite okomitu vagu na cijev sa živom korišćenom u Torricellijevom eksperimentu, dobićete najjednostavniji uređaj - živin barometar (iz grčkog. baros- težina, metreo- mjera). Koristi se za mjerenje atmosferskog pritiska.
Barometar - aneroid.
U praksi se za mjerenje atmosferskog tlaka koristi metalni barometar tzv aneroid (prevedeno sa grčkog - aneroid). Barometar se tako zove jer ne sadrži živu.
Izgled aneroida prikazan je na slici. Njegov glavni dio je metalna kutija 1 sa valovitom (rebrastom) površinom (vidi drugu sliku). Iz ove kutije se pumpa vazduh, a kako atmosferski pritisak ne bi zgnječio kutiju, njen poklopac 2 se povlači oprugom. Kako se atmosferski tlak povećava, poklopac se savija prema dolje i zateže oprugu. Kada se pritisak smanji, opruga ispravlja poklopac. Strelica-pokazivač 4 je pričvršćen za oprugu pomoću mehanizma za prijenos 3, koji se pomiče udesno ili ulijevo kada se pritisak promijeni. Ispod strelice je fiksirana skala, čije su podjele označene prema indikacijama živinog barometra. Dakle, broj 750, naspram kojeg stoji aneroidna igla (vidi sliku), pokazuje da je u datom trenutku živinog barometra visina živinog stuba 750 mm.
Dakle, atmosferski pritisak je 750 mm Hg. Art. ili ≈ 1000 hPa.
Vrijednost atmosferskog tlaka je veoma važna za predviđanje vremena za naredne dane, jer su promjene atmosferskog tlaka povezane sa promjenama vremena. Barometar je neophodan instrument za meteorološka posmatranja.
Atmosferski pritisak na različitim visinama.
U tečnosti, pritisak, kao što znamo, zavisi od gustine tečnosti i visine njenog stuba. Zbog niske kompresibilnosti, gustina tečnosti na različitim dubinama je skoro ista. Stoga pri izračunavanju pritiska smatramo da je njegova gustina konstantna i uzimamo u obzir samo promjenu visine.
Situacija je složenija sa gasovima. Gasovi su visoko kompresibilni. I što je plin više komprimiran, veća je njegova gustina i veći je pritisak koji proizvodi. Na kraju krajeva, pritisak plina nastaje udarom njegovih molekula na površinu tijela.
Slojevi zraka blizu površine Zemlje su komprimirani od strane svih slojeva zraka iznad njih. Ali što je viši sloj zraka sa površine, to je slabiji sabijen, manja je njegova gustina. Dakle, manji pritisak proizvodi. Ako se, na primjer, balon podigne iznad površine Zemlje, tada pritisak zraka na balon postaje manji. To se dešava ne samo zato što se visina vazdušnog stuba iznad njega smanjuje, već i zato što se smanjuje gustina vazduha. Manji je na vrhu nego na dnu. Zbog toga je zavisnost vazdušnog pritiska od nadmorske visine složenija nego kod tečnosti.
Zapažanja pokazuju da je atmosferski pritisak u područjima koja leže na nivou mora u prosjeku 760 mm Hg. Art.
Atmosferski pritisak jednak pritisku živinog stuba visine 760 mm na temperaturi od 0°C naziva se normalni atmosferski pritisak..
normalan atmosferski pritisak iznosi 101 300 Pa = 1013 hPa.
Što je visina veća, to je niži pritisak.
Pri malim porastima, u prosjeku, na svakih 12 m uspona, pritisak se smanjuje za 1 mm Hg. Art. (ili 1,33 hPa).
Poznavajući zavisnost pritiska od nadmorske visine, moguće je odrediti visinu iznad nivoa mora promenom očitavanja barometra. Zovu se aneroidi koji imaju skalu na kojoj možete direktno izmjeriti visinu iznad razine mora visinomeri . Koriste se u vazduhoplovstvu i prilikom penjanja na planine.
Manometri.
Već znamo da se barometri koriste za mjerenje atmosferskog tlaka. Za mjerenje pritisaka većeg ili manjeg od atmosferskog pritiska, manometri (iz grčkog. manos- retko, neupadljivo metreo- mjera). Manometri su tečnost i metal.
|
|
Prvo razmotrite uređaj i akciju otvoreni manometar za tečnost. Sastoji se od dvokrake staklene cijevi u koju se ulijeva malo tekućine. Tečnost se postavlja u oba koljena na istom nivou, jer na njenu površinu u kolenima posude deluje samo atmosferski pritisak.
Da biste razumjeli kako takav mjerač tlaka radi, može se spojiti gumenom cijevi na okruglu ravnu kutiju, čija je jedna strana prekrivena gumenim filmom. Ako pritisnete prstom na film, tada će se nivo tekućine u koljenu manometra spojenom u kutiji smanjiti, a u drugom koljenu će se povećati. Šta ovo objašnjava?
Pritiskom na film povećava se pritisak zraka u kutiji. Prema Pascalovom zakonu, ovo povećanje pritiska prenosi se na tečnost u tom koljenu manometra, koji je pričvršćen za kutiju. Zbog toga će pritisak na tečnost u ovom kolenu biti veći nego u drugom, gde na tečnost deluje samo atmosferski pritisak. Pod snagom ovog viška pritiska, tečnost će početi da se kreće. U kolenu sa komprimovanim vazduhom, tečnost će pasti, u drugom će se podići. Tečnost će doći u ravnotežu (zaustaviti) kada se višak pritiska komprimovanog vazduha izbalansira sa pritiskom koji kolona viška tečnosti proizvodi u drugoj kraci manometra.
Što je jači pritisak na film, što je veći kolona viška tečnosti, to je veći njen pritisak. dakle, promena pritiska može se proceniti po visini ovog viška stuba.
Slika pokazuje kako takav manometar može mjeriti pritisak unutar tečnosti. Što je cijev dublje uronjena u tečnost, to je veća razlika u visini stubova tečnosti u koljenima manometra., dakle, dakle, i tečnost proizvodi veći pritisak.
Ako ugradite kutiju uređaja na neku dubinu unutar tekućine i okrenete je s folijom prema gore, bočno i dolje, očitanja manometra se neće promijeniti. Tako i treba da bude, jer na istom nivou unutar tečnosti, pritisak je isti u svim pravcima.
Slika pokazuje metalni manometar . Glavni dio takvog manometra je metalna cijev savijena u cijev 1 , čiji je jedan kraj zatvoren. Drugi kraj cijevi sa slavinom 4 komunicira sa posudom u kojoj se mjeri pritisak. Kako pritisak raste, cijev se savija. Pokret njegovog zatvorenog kraja polugom 5 i zupčanici 3 dodao strelcu 2 kretanje po skali instrumenta. Kada se pritisak smanji, cijev se, zbog svoje elastičnosti, vraća u prethodni položaj, a strelica se vraća na nultu podelu skale.
Klipna pumpa za tečnost.
U eksperimentu koji smo ranije razmatrali (§ 40) utvrđeno je da se voda u staklenoj cijevi pod djelovanjem atmosferskog tlaka diže iza klipa. Ova akcija je zasnovana klip pumpe.
Pumpa je šematski prikazana na slici. Sastoji se od cilindra, unutar kojeg ide gore-dolje, čvrsto prianjajući uz zidove posude, klip 1 . Ventili su ugrađeni u donjem dijelu cilindra iu samom klipu. 2 otvaranje samo prema gore. Kada se klip kreće prema gore, voda pod dejstvom atmosferskog pritiska ulazi u cijev, podiže donji ventil i kreće se iza klipa.
Kada se klip pomeri prema dole, voda ispod klipa pritiska donji ventil i on se zatvara. Istovremeno, pod pritiskom vode otvara se ventil unutar klipa i voda teče u prostor iznad klipa. Sljedećim pomakom klipa prema gore, na mjestu se s njim diže i voda iznad njega, koja se izlijeva u izlaznu cijev. Istovremeno, iza klipa se diže novi dio vode, koji će, kada se klip naknadno spusti, biti iznad njega, a cijeli se postupak ponavlja iznova i iznova dok pumpa radi.
Hidraulična presa.
Pascalov zakon vam omogućava da objasnite radnju hidraulična mašina (iz grčkog. hydraulicos- voda). To su mašine čije je djelovanje zasnovano na zakonima kretanja i ravnoteže tekućina.
Glavni dio hidraulične mašine su dva cilindra različitih promjera, opremljena klipovima i spojnom cijevi. Prostor ispod klipova i cijevi ispunjeni su tekućinom (obično mineralnim uljem). Visine stubova tečnosti u oba cilindra su iste sve dok nema sila koje deluju na klipove.
Pretpostavimo sada da su sile F 1 i F 2 - sile koje djeluju na klipove, S 1 i S 2 - područja klipova. Pritisak ispod prvog (malog) klipa je str 1 = F 1 / S 1 , a ispod druge (velike) str 2 = F 2 / S 2. Prema Pascalovom zakonu, pritisak fluida koji miruje prenosi se podjednako u svim pravcima, tj. str 1 = str 2 ili F 1 / S 1 = F 2 / S 2 , odakle:
F 2 / F 1 = S 2 / S 1 .
Dakle, snaga F 2 toliko više snage F 1 , Koliko je puta veća površina velikog klipa od površine malog klipa?. Na primjer, ako je površina velikog klipa 500 cm 2, a malog 5 cm 2, a na mali klip djeluje sila od 100 N, tada će na klip djelovati sila 100 puta veća. veći klip, odnosno 10.000 N.
Tako je uz pomoć hidraulične mašine moguće uravnotežiti veliku silu malom silom.
Stav F 1 / F 2 pokazuje povećanje snage. Na primjer, u gornjem primjeru, dobitak na snazi je 10.000 N / 100 N = 100.
Hidraulična mašina koja se koristi za presovanje (stiskanje) se zove hidraulična presa .
Hidraulične prese se koriste tamo gde je potrebna velika snaga. Na primjer, za cijeđenje ulja iz sjemena u uljarama, za presovanje šperploče, kartona, sijena. U željezari i čeličani, hidraulične prese se koriste za izradu čeličnih osovina mašina, željezničkih kotača i mnogih drugih proizvoda. Moderne hidraulične prese mogu razviti silu od desetina i stotina miliona njutna.
Uređaj hidraulične preše je shematski prikazan na slici. Tijelo koje se pritisne 1 (A) postavlja se na platformu spojenu na veliki klip 2 (B). Mali klip 3 (D) stvara veliki pritisak na tečnost. Ovaj pritisak se prenosi na svaku tačku tečnosti koja puni cilindre. Dakle, isti pritisak djeluje i na drugi, veliki klip. Ali budući da je površina 2. (velikog) klipa veća od površine malog, tada će sila koja djeluje na njega biti veća od sile koja djeluje na klip 3 (D). Pod ovom silom klip 2 (B) će se podići. Kada se klip 2 (B) podigne, tijelo (A) se naslanja na fiksnu gornju platformu i stisnuto je. Manometar 4 (M) mjeri pritisak fluida. Sigurnosni ventil 5 (P) se automatski otvara kada pritisak tečnosti pređe dozvoljenu vrednost.
Iz malog cilindra u veliku tečnost se pumpa uzastopnim pokretima malog klipa 3 (D). To se radi na sljedeći način. Kada se mali klip (D) podigne, otvara se ventil 6 (K) i tečnost se usisava u prostor ispod klipa. Kada se mali klip spusti pod dejstvom pritiska tečnosti, ventil 6 (K) se zatvara, a ventil 7 (K") otvara i tečnost prelazi u veliku posudu.
Djelovanje vode i plina na tijelo uronjeno u njih.
Pod vodom lako možemo podići kamen koji se teško može podići u zrak. Ako potopite čep pod vodu i oslobodite ga iz ruku, isplivat će. Kako se ovi fenomeni mogu objasniti?
Znamo (§ 38) da tečnost pritiska dno i zidove posude. A ako se neko čvrsto tijelo stavi u tečnost, onda će i ono biti podvrgnuto pritisku, poput zidova posude.
Razmotrimo sile koje djeluju sa strane tekućine na tijelo uronjeno u nju. Radi lakšeg rasuđivanja biramo tijelo koje ima oblik paralelepipeda s osnovama paralelnim s površinom tekućine (sl.). Sile koje djeluju na bočne strane tijela jednake su u parovima i uravnotežuju jedna drugu. Pod uticajem ovih sila telo se sabija. Ali sile koje djeluju na gornje i donje strane tijela nisu iste. Na gornji dio lica snažno pritiska odozgo F 1 stupac tečnosti visok h jedan . Na nivou donje strane, pritisak stvara stub tečnosti sa visinom h 2. Ovaj pritisak, kao što znamo (§ 37), prenosi se unutar tečnosti u svim pravcima. Dakle, na donjem dijelu tijela odozdo prema gore sa silom F 2 visoko pritiska stupac tečnosti h 2. Ali h Još 2 h 1 , dakle modul sile F Još 2 modula napajanja F jedan . Stoga se tijelo silom istiskuje iz tekućine F ti si t, jednaka razlika snage F 2 - F 1 , tj.
|
|
Ali S·h = V, gde je V zapremina paralelepipeda, a ρ W ·V = m W masa fluida u zapremini paralelepipeda. dakle, F vyt \u003d g m dobro \u003d P dobro, tj. sila uzgona jednaka je težini tečnosti u zapremini tela uronjenog u nju(Sila uzgona jednaka je težini tečnosti iste zapremine kao i zapremina tela uronjenog u nju). Postojanje sile koja gura tijelo iz tekućine lako je otkriti eksperimentalno. Na slici a prikazuje tijelo okačeno na oprugu sa pokazivačem strelice na kraju. Strelica označava napetost opruge na stativu. Kada se tijelo pusti u vodu, opruga se skuplja (sl. b). Ista kontrakcija opruge će se postići ako na tijelo djelujete odozdo prema gore nekom silom, na primjer, pritisnete ga rukom (podignite ga). Dakle, iskustvo to potvrđuje sila koja deluje na telo u tečnosti gura telo iz tečnosti. Za gasove, kao što znamo, važi i Pascalov zakon. Dakle tela u gasu su izložena sili koja ih gura iz gasa. Pod uticajem ove sile, baloni se podižu. Postojanje sile koja gura tijelo iz gasa također se može promatrati eksperimentalno. Staklenu kuglu ili veliku tikvicu zatvorenu plutom zakačimo na skraćenu tepsiju. Vaga je izbalansirana. Zatim se ispod tikvice (ili kugle) stavlja široka posuda tako da okružuje cijelu tikvicu. Posuda je napunjena ugljičnim dioksidom čija je gustina veća od gustine vazduha (dakle ugljen-dioksid spušta se i puni posudu, istiskujući zrak iz nje). U tom slučaju je poremećena ravnoteža vage. Čaša sa okačenom tikvicom se podiže (sl.). Boca uronjena u ugljični dioksid doživljava veću silu uzgona od one koja na nju djeluje u zraku. Sila koja gura tijelo iz tekućine ili plina usmjerena je suprotno sili gravitacije koja se primjenjuje na ovo tijelo. Dakle, prolkosmos). Ovo objašnjava zašto u vodi ponekad lako podižemo tijela koja teško možemo zadržati u zraku. Mala kanta i cilindrično tijelo okačeni su na oprugu (sl., a). Strelica na tronošcu označava produžetak opruge. Pokazuje težinu tijela u zraku. Nakon podizanja tijela, ispod njega se postavlja odvodna posuda, napunjena tekućinom do nivoa odvodne cijevi. Nakon toga tijelo je potpuno uronjeno u tekućinu (sl., b). Gde izlije se dio tečnosti, čija je zapremina jednaka zapremini tela iz posude za točenje u čašu. Opruga se skuplja i pokazivač opruge se podiže kako bi ukazao na smanjenje težine tijela u tekućini. U ovom slučaju, osim sile gravitacije, na tijelo djeluje još jedna sila koja ga gura iz tekućine. Ako se tečnost iz čaše ulije u gornju kantu (tj. onu koju je tijelo istisnulo), pokazivač opruge će se vratiti u početni položaj (sl., c).
Na osnovu ovog iskustva može se zaključiti da sila koja gura tijelo potpuno uronjeno u tečnost jednaka je težini tečnosti u zapremini ovog tela . Do istog zaključka došli smo u § 48. Kada bi se sličan eksperiment uradio s tijelom uronjenim u neki plin, to bi pokazalo sila koja gura tijelo iz gasa je također jednaka težini plina uzetog u zapreminu tijela . Sila koja gura tijelo iz tečnosti ili gasa naziva se Arhimedova sila, u čast naučnika Arhimed koji je prvi ukazao na njegovo postojanje i izračunao njegov značaj. Dakle, iskustvo je potvrdilo da je Arhimedova (ili uzgonska) sila jednaka težini tečnosti u zapremini tela, tj. F A = P f = g m dobro. Masa tečnosti m f , istisnuta telom, može se izraziti kroz njenu gustinu ρ w i zapreminu tela V t uronjenog u tečnost (pošto je V l - zapremina tečnosti koju je istisnulo telo jednaka V t - zapremina tela uronjenog u tečnost), tj. m W = ρ W V t. Tada dobijamo: F A= g ρ f · V t Dakle, Arhimedova sila zavisi od gustine tečnosti u koju je telo uronjeno i od zapremine ovog tela. Ali to ne ovisi, na primjer, o gustoći tvari tijela uronjenog u tekućinu, jer ta količina nije uključena u rezultirajuću formulu. Odredimo sada težinu tijela uronjenog u tekućinu (ili plin). Kako su dvije sile koje djeluju na tijelo u ovom slučaju usmjerene u suprotnim smjerovima (gravitacija je dolje, a Arhimedova sila gore), onda će težina tijela u fluidu P 1 biti manja od težine tijela u vakuumu. P = gm na Arhimedovu silu F A = g m w (gde m w je masa tečnosti ili gasa koju istisne telo). dakle, ako je tijelo uronjeno u tekućinu ili plin, tada gubi na svojoj težini onoliko koliko teži tekućina ili plin koji je istisnut njime. Primjer. Odrediti silu uzgona koja djeluje na kamen zapremine 1,6 m 3 u morskoj vodi. Zapišimo stanje problema i riješimo ga. Kada plutajuće tijelo dosegne površinu tekućine, tada će se njegovim daljnjim kretanjem prema gore, Arhimedova sila smanjiti. Zašto? Ali zato što će se zapremina dela tela uronjenog u tečnost smanjiti, a Arhimedova sila je jednaka težini tečnosti u zapremini dela tela uronjenog u nju. Kada Arhimedova sila postane jednaka sili gravitacije, tijelo će stati i plutati na površini tekućine, djelomično uronjeno u nju. Rezultirajući zaključak je lako eksperimentalno provjeriti. Sipajte vodu u odvodnu posudu do nivoa odvodne cijevi. Nakon toga, uronimo plutajuće tijelo u posudu, prethodno ga izmjerimo u zrak. Spuštajući se u vodu, tijelo istiskuje zapreminu vode jednaku zapremini dijela tijela uronjenog u nju. Izvagavši ovu vodu, nalazimo da je njena težina (Arhimedova sila) jednaka sili gravitacije koja djeluje na plutajuće tijelo, ili težini ovog tijela u zraku. Nakon što ste uradili iste eksperimente sa bilo kojim drugim tijelima koja plutaju u različitim tekućinama - u vodi, alkoholu, otopini soli, možete se uvjeriti da ako tijelo lebdi u tekućini, tada je težina tekućine koju istisne jednaka težini ovog tijela u zraku. To je lako dokazati ako je gustina čvrste čvrste materije veća od gustine tečnosti, onda telo tone u takvoj tečnosti. U ovoj tečnosti pluta tijelo manje gustine. Komad željeza, na primjer, tone u vodi, ali pluta u živi. Tijelo, s druge strane, čija je gustina jednaka gustini tečnosti, ostaje u ravnoteži unutar tečnosti. Led pluta na površini vode jer je njegova gustina manja od gustine vode. Što je gustina tela manja u odnosu na gustinu tečnosti, manji deo tela je uronjen u tečnost . Uz jednaku gustinu tijela i tečnosti, tijelo pluta unutar tečnosti na bilo kojoj dubini. Dve tečnosti koje se ne mešaju, na primer voda i kerozin, nalaze se u posudi u skladu sa svojom gustinom: u donjem delu posude - gušća voda (ρ = 1000 kg/m 3), na vrhu - lakši kerozin (ρ = 800 kg/m 3) . Prosječna gustina živih organizama koji nastanjuju vodenu sredinu malo se razlikuje od gustine vode, pa je njihova težina gotovo u potpunosti uravnotežena Arhimedovom silom. Zahvaljujući tome, vodene životinje ne trebaju tako jake i masivne kosture kao kopnene. Iz istog razloga, debla vodenih biljaka su elastična. Plivački mjehur ribe lako mijenja svoj volumen. Kada se riba uz pomoć mišića spusti na veliku dubinu, a pritisak vode na nju raste, mjehurić se skupi, volumen tijela ribe se smanjuje i ona se ne gura prema gore, već pliva u dubini. Tako riba može u određenim granicama regulirati dubinu svog ronjenja. Kitovi reguliraju dubinu ronjenja kontrahiranjem i širenjem kapaciteta pluća. Jedrenjaci.Brodovi koji plutaju rijekama, jezerima, morima i okeanima građeni su od različitih materijala različite gustine. Trup brodova je obično izrađen od čeličnih limova. Svi unutrašnji zatvarači koji brodovima daju snagu su također izrađeni od metala. Za konstrukciju brodova koriste se različiti materijali koji u odnosu na vodu imaju i veću i manju gustoću. Kako brodovi plutaju, ukrcavaju se i nose velike terete? Eksperiment sa plutajućim tijelom (§ 50) pokazao je da tijelo svojim podvodnim dijelom istiskuje toliko vode da je ta voda po težini jednaka težini tijela u zraku. Ovo važi i za svaki brod. Težina vode koju istiskuje podvodni dio broda jednaka je težini broda s teretom u zraku ili sili gravitacije koja djeluje na brod s teretom. Dubina do koje je brod uronjen u vodu naziva se nacrt . Najdublji dozvoljeni gaz označen je na trupu broda crvenom linijom tzv waterline (iz holandskog. vode- voda). Težina vode koju je brod istisnuo kada je potopljen u vodenu liniju, jednaka sili gravitacije koja djeluje na brod s teretom, naziva se pomakom broda. Trenutno se grade brodovi deplasmana od 5.000.000 kN (5 10 6 kN) i više za transport nafte, odnosno mase od 500.000 tona (5 10 5 t) i više zajedno sa teretom. Ako od deplasmana oduzmemo težinu samog broda, dobićemo nosivost ovog broda. Nosivost pokazuje težinu tereta koji brod nosi. Brodogradnja je postojala u Starom Egiptu, u Fenikiji (smatra se da su Feničani bili jedni od najboljih brodograditelja), Drevnoj Kini. U Rusiji je brodogradnja nastala na prijelazu iz 17. u 18. vijek. Uglavnom su se gradili ratni brodovi, ali je u Rusiji izgrađen prvi ledolomac, brodovi sa motorom sa unutrašnjim sagorevanjem i nuklearni ledolomac Arktika. Aeronautika.
Crtež koji opisuje loptu braće Montgolfier 1783. godine: „Pogled i tačne dimenzije balona zemlja"Koji je bio prvi." 1786 Ljudi su od davnina sanjali da mogu da lete iznad oblaka, da plivaju u okeanu vazduha, dok plove po moru. Za aeronautiku U početku su se koristili baloni koji su bili punjeni ili zagrijanim zrakom, ili vodonikom ili helijumom. Da bi se balon podigao u zrak potrebno je da Arhimedova sila (uzgon) F A, djelovanje na loptu bilo je više od gravitacije F teška, tj. F A > F težak Kako se lopta diže, Arhimedova sila koja djeluje na nju opada ( F A = gρV), budući da je gustina gornjeg sloja atmosfere manja od gustine Zemljine površine. Za podizanje više, poseban balast (teg) se ispušta sa lopte i to olakšava loptu. Na kraju lopta dostigne svoju maksimalnu visinu podizanja. Da bi se lopta spustila, dio plina se oslobađa iz ljuske pomoću posebnog ventila. U horizontalnom pravcu, balon se kreće samo pod uticajem vetra, pa se tako zove balon (iz grčkog zrak- zrak, stato- stojeći). Ne tako davno, ogromni baloni su korišteni za proučavanje gornjih slojeva atmosfere, stratosfere - stratostati . Pre nego što su naučili da prave velike avione za prevoz putnika i tereta vazdušnim putem, koristili su se kontrolisani baloni - airships. Imaju izdužen oblik, gondola s motorom je ovješena ispod tijela, koja pokreće propeler. Balon ne samo da se sam diže, već može podići i neki teret: kabinu, ljude, instrumente. Stoga, da biste saznali kakav teret može podići balon, potrebno ga je odrediti. sila dizanja. Neka se, na primjer, u zrak lansira balon zapremine 40 m 3 napunjen helijumom. Masa helijuma koji ispunjava ljusku lopte bit će jednaka: To znači da ova lopta može podići teret težine 520 N - 71 N = 449 N. To je njena sila dizanja. Balon iste zapremine, ali napunjen vodonikom, može podići teret od 479 N. To znači da je njegova sila podizanja veća od sile dizanja balona ispunjenog helijumom. Ali ipak, helijum se koristi češće, jer ne gori i stoga je sigurniji. Vodonik je zapaljiv gas. Mnogo je lakše podići i spustiti balon napunjen vrućim zrakom. Za to se ispod rupe koja se nalazi u donjem dijelu lopte nalazi plamenik. Pomoću plinskog gorionika možete kontrolirati temperaturu zraka unutar lopte, što znači njenu gustinu i uzgonu. Da bi se lopta podigla više, dovoljno je jače zagrijati zrak u njoj, povećavajući plamen plamenika. Kada se plamen plamenika smanji, temperatura zraka u kugli se smanjuje, a lopta se spušta. Moguće je izabrati takvu temperaturu lopte pri kojoj će težina lopte i kabine biti jednaka sili uzgona. Tada će lopta visjeti u zraku i iz nje će biti lako zapažati. Kako se nauka razvijala, došlo je i do značajnih promjena u aeronautičkoj tehnologiji. Postalo je moguće koristiti nove školjke za balone, koje su postale izdržljive, otporne na mraz i lagane. Dostignuća u oblasti radiotehnike, elektronike, automatizacije omogućila su projektovanje balona bez posade. Ovi baloni se koriste za proučavanje strujanja zraka, za geografska i biomedicinska istraživanja u nižim slojevima atmosfere. |
