Tĩnh Học Chất Lưu | Vật Lý Đại Cương

Trang chủ » Cơ Học Chất Lưu Công Thức » Tĩnh Học Chất Lưu | Vật Lý Đại Cương

Có thể bạn quan tâm

Thư Viện Bài Giảng Vật Lý Đại CươngCùng nhau phát triển Tương lai

8.4. Tĩnh học chất lưu

1) Phương trình cơ bản của tĩnh học chất lưu 

Trong trường hợp chất lưu không chuyển động, phương trình Bernoulli trở thành:  \( p+\rho gh=const  \)     (6.11)

Phương trình (6.11) được gọi là phương trình cơ bản của tĩnh học chất lưu, đã được Pascal tìm ra vào năm 1652. (6.11) chứng tỏ rằng: những điểm nằm trên cùng một mặt phẳng ngang thì có cùng một áp suất tĩnh; càng xuống sâu (h càng nhỏ), áp suất tĩnh càng lớn.

Nếu xét hai điểm ở độ cao khác nhau thì:  \( {{p}_{1}}+\rho g{{h}_{1}}={{p}_{2}}+\rho g{{h}_{2}} \)

Suy ra:  \( \Delta p={{p}_{2}}-{{p}_{1}}=\rho gh\left( {{h}_{1}}-{{h}_{2}} \right)=\rho g\Delta h  \)    (6.13)

Độ chênh lệch áp suất tĩnh giữa hai điểm trong chất lưu bằng độ chệnh lệch áp suất trắc địa giữa hai điểm đó. Do đó, nếu ta coi áp suất trên mặt thoáng của chất lưu là p0 thì áp suất tĩnh tại một điểm cách mặt thoáng của chất lưu một khoảng h là:

 \( p={{p}_{0}}+\rho gh  \)      (6.14)

Nhận Dạy Kèm Vật Lý Đại Cương Online qua ứng dụng Zoom, Google Meet,...

  • Dạy kèm tương tác 1 thầy 1 trò! Hỗ trợ trực tuyến 24/7
  • Dạy kèm Vật Lý Đại Cương (Cơ - Nhiệt - Điện Từ - Quang - VLNT-HN)
  • Sách Giải Bài Tập Vật Lý Đại Cương - Vật Lý Kỹ Thuật - Vật Lý Lý Thuyết
  • Lịch học sắp xếp linh động, sáng - chiều - tối đều học được!
  • Thời gian học từ 1,5h - 2h/1 buổi!
094.625.1920 - Thầy Nhân (Zalo)

2) Định luật Pascal 

Xét một chất lưu lí tưởng, bị nhốt trong một ống hình trụ. Khi đó, áp suất tại một điểm M bất kì trong chất lưu được tính theo (6.14). Nếu cố định điểm quan sát M thì độ sâu h không đổi. Bây giờ ta giả sử có một ngoại lực tác dụng vào chất lưu làm áp suất tĩnh tại mặt thoáng p0 tăng thêm  \( \Delta p  \) thì theo (6.14), áp suất tĩnh tại M cũng tăng thêm  \( \Delta p  \). Ta nói: áp suất truyền đi nguyên vẹn.

+ Định luật Pascal: Áp suất tác dụng vào chất lưu sẽ được chất lưu truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng đến tất cả các phần tử trong chất lưu và đến thành bình.

+ Ứng dụng: Làm đòn bẫy thủy tĩnh (máy thủy lực). Sơ đồ nguyên lý được mô tả ở hình (6.8)

Tác dụng một lực F1 vào piston nhỏ thì lực này sẽ gây ra áp suất  \( \Delta p  \) tác dụng vào chất lỏng. Áp suất này được chất lỏng truyền nguyên vẹn đến piston lớn, tạo ra lực đẩy F2.

Ta có:  \( \Delta p=\frac{{{F}_{1}}}{{{S}_{1}}}=\frac{{{F}_{2}}}{{{S}_{2}}} \) hay  \( {{F}_{2}}={{F}_{1}}\frac{{{S}_{2}}}{{{S}_{1}}} \)     (6.15)

Nếu S2 lớn hơn S1 bao nhiêu lần thì F2 cũng lớn hơn S1 bấy nhiêu lần.

Đòn bẫy thủy tĩnh được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, kỹ thuật và đời sống. Kích xe hơi, thắng dĩa xe máy, … đều hoạt động theo nguyên tắc này.

3) Định luật Archimede

Giả sử ta nhúng chìm một vật (để dễ lý luận, ta thiết nó có dạng hình hộp chữ nhật) vào một chất lưu. Áp suất của chất lưu sẽ tác dụng vào tất cả các điểm trên bề mặt vật, tạo ra các cặp lực ngược chiều nhau.

+ Đối với các mặt bên, do áp suất của các điểm nằm trên cùng một mặt ngang là bằng nhau nên cặp lực tác dụng lên các mặt bên đối diện nhau sẽ đôi một triệt tiêu nhau.

+ Riêng đối với hai mặt đáy, do không cùng độ cao nên áp suất tại đáy dưới lớn hơn áp suất tại đáy trên nên lực tác dụng lên đáy dưới F2 lớn hơn lực tác dụng lên đáy trên F1. Kết quả, vật bị đẩy lên một lực  \( {{F}_{A}}={{F}_{2}}-{{F}_{1}} \). Lực đẩy FA chính là lực đẩy Archimède (do Archimède phát hiện ra vào thế kỉ thứ ba TCN).

Gọi S là diện tích mỗi đáy, ta có: F1 = p1S1; F2 = p2S2

Suy ra, lực đẩy Archimède là:  \( {{F}_{A}}={{F}_{2}}-{{F}_{1}}=S\left( {{p}_{2}}-{{p}_{1}} \right) \)

Từ (6.14) suy ra  \( {{p}_{2}}-{{p}_{1}}=\rho g\left( {{h}_{1}}-{{h}_{2}} \right)=\rho gh  \), với h là chiều cao hình hộp.

Vậy:  \( {{F}_{A}}=\rho ghS=\rho gV  \)       (6.16)

Trong đó  \( \rho  \) là khối lượng riêng của chất lưu; V là thể tích phần chất lưu bị vật chiếm chỗ (chính là thể tích của vật, trong trường hợp vật bị nhúng chìm); g là gia tốc trọng trường.

Biểu thức (6.16) cũng đúng trong trường hợp vật có hình dạng bất kì.

Định luật Archimède được phát biểu như sau: “Bất kỳ một vật nào nhúng trong chất lưu cũng bị chất lưu đó đẩy lên một lực bằng với trọng lượng của phần chất lưu bị vật chiếm chỗ”.

Định luật này là cơ sở để nghiên cứu sự nổi của các vật và là một trong những nguyên lý của ngành đóng tàu thủy, trục vớt các tàu đắm, hoạt động của tàu ngầm, kinh khí cầu, …

Các bài viết cùng chủ đề!

Chất lưu – Đường dòng – Ống dòng

Xem Chi Tiết

Phương trình liên tục

Xem Chi Tiết

Phương trình Bernoulli

Xem Chi Tiết

Tĩnh học chất lưu

Xem Chi Tiết

Hotline: 094.625.1920 - Thầy Nhân (Zalo)

Các Sách Giải Bài Tập - Đề Thi do Trung tâm phát hành!

Sách Giải Bài Tập Vật Lý Đại Cương 1

Xem Chi Tiết!

Sách Giải Bài Tập Vật Lý Đại Cương 2

Xem Chi Tiết!

Sách Giải Bài Tập Vật Lý Đại Cương 3

Xem Chi Tiết!

Sách Giải Bài Tập Cơ Học Kỹ Thuật

Xem Chi Tiết!

Sách Giải Bài Tập Sức Bền Vật Liệu

Xem Chi Tiết!

University Physics – Mechanics Part 1

Xem Chi Tiết!

University Physics – Mechanics Part 2

Xem Chi Tiết!

University Physics – Electricity and Magnetism

Xem Chi Tiết!

University Physics – Waves and Thermodynamics

Xem Chi Tiết!

University Physics – Optics and Modern Physics

Xem Chi Tiết!

Thư Viện Bài Giảng Vật Lý Đại Cương được xây dựng trên WordPress

error: Content is protected !! MENUTrang Chủ
  • p>

Từ khóa » Cơ Học Chất Lưu Công Thức