Tlak - atmosferski, hidrostatski i hidraulički

2. razred Matura

Tlak je skalarna fizikalna veličina kojom opisujemo djelovanje sile $F$ okomito na površinu $A$. Često nailazimo i na oznaku $S$ za površinu. Fizikalna oznaka za tlak je $p$, a osnovna mjerna jedinica je Pascal [Pa]. Osim Pascala često nailazimo na mjernu jedinicu bar, a jedan bar iznosi:

$1 \;bar = 10^5 Pa $

Tlak_-_desktopc04648b324806449e6c7395ca870e34ca58bb6c1

Tlak_-_mobile_4b356b1e-d770-418a-aa6b-8b8b999838615dd19c1828e3ac902b7963148563f6c7b564ab4f

Primjerice tlak koji stvaraju čestice plina u posudi s donje strane klipa po iznosu je jednak tlaku s gornje strane klipa, ako taj klip miruje. Tako tijelo mase $m$ pritišče klip silom $mg$ i stvara tlak jednak tlaku koji stvaraju čestice plina s unutarnje strane:

$p = \frac{mg}{A} $

Tlak je općenito po iznosu jednak

$ p = \frac{F}{A} $

Uobičajeni tlak koji stvara težina stupca zraka iznad nas nazivamo atmosferski tlak i njegova je vrijednost:

$ p _a = 101 \space 325 \space \mathrm{Pa} $

Pascalov zakon

Čestice fluida (tekućine ili plina) u zatvorenoj posudi prenose vanjski tlak jednako u svim smjerovima.

Hidraulicka_pumpa_-_desktop_53475a64-24c6-4890-9e9c-8a0ca6ad32bccfc6efe12ccc4e3615426a4e5c4b07e8fc1a4e51

Hidraulicka_pumpa_-_mobile_706cca0a-741f-458e-9b86-515c44d56f4fff91389d7f66526dffb5a281ddd75ec8b717f6fb

Na slici je prikazan princip rada hidrauličke dizalice. Silom $F_1$ djelujemo na manji klip hidrauličke dizalice čime stvaramo tlak $p_1$. Po Pascalovom zakonu čestice fluida u pumpi prenose tlak što rezultira jednakim tlakom na većem klipu. Onoliko puta koliko je površina $A_2$ veća od površine $A_1$ toliko će puta sila $F_2$ biti veća od sile $F_1$.

Gustoća

Gustoću tijela $\rho $ definiramo kao omjer mase $m $ i volumena $V$.

$ \rho = \frac{m}{V} $

Hidrostatski tlak

Tlak u fluidu gustoće $\rho$ na dubini $h$ zovemo hidrostatski tlak. On je po iznosu jednak:

$ p = \rho g h $

Ako je tekućina u kojoj promatramo neku točku na određenoj dubini otvorena i iznad nje se nalazi zrak, tada je ukupni tlak na dubini jednak zbroju atmosferskog i hidrostatskog tlaka:

$p_{uk} = p_a + \rho g h$

U - cijev

U-cijev je element koji se koristi za određivanje gustoće nepoznate tekućine mjereći visinu stupca u cijevi ako je gustoća druge tekućine poznata.

U_cijev_-_mobileab71dd5dabbeb313406fab319ef7b743027ddfdb

Na slici je prikazan najjednostavniji oblik U-cijevi. Poznavajući gustoću jedne tekućine $\rho_1$ možemo odrediti gustoću nepoznate tekućine $\rho_2$. Oba kraja U-cijevi izvana osjete atmosferski tlak pa njega možemo zanemariti i do nepoznate gustoće dolazimo izjednačavanjem hidrostatskih tlakova u oba dijela cijevi, pri čemu moramo izmjeriti visine stupaca pojedine tekućine $h_1$ i $h_2$.

Iduće gradivoUzgon i Arhimedov zakon

ONLINE INSTRUKCIJE

Instrukcije cijeli mjesec, 5 predmeta,

13 eura!

Povezani sadržaj:

Uzgon i Arhimedov zakon

Besplatna videorješenja za gradivo Tlak - atmosferski, hidrostatski i hidraulički

5. Tijelo oblika kocke cijelo je uronjeno u tekućinu kao što je prikazano na crtežu. Pritom su dvije stranice tijela vodoravne. Hidrostatski tlak u točki A je $ p_{\mathrm{A}} $, u točki B je $ p_{\mathrm{B}} $,u točki $ \mathrm{C} $ je $ p_{\mathrm{C}} $, a u točki $ \mathrm{D} $ je $ p_{\mathrm{D}} $. Što od navedenoga vrijedi za te hidrostatske tlakove?

5. Na slici su prikazane posude ispunjene vodom. Kako se odnose tlakovi na dnu posuda?

Pretplati se na naše instrukcije ili kupi paket priprema za maturu i otključaj sve videe

Ako se sila na bubnjić poveća za $1,5 \mathrm{~N}$ u odnosu na silu pri atmosferskom tlaku, može doći do pucanja bubnjića. Koliko duboko ronilac može zaroniti sa sigurnošću da neće oštetiti bubnjić? Bubnjić kod odrasla čovjeka je membrana kružnog presjeka promjera $8,2 \mathrm{~mm}$, a gustoća mora je $1030 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3}$

Koliki je hidrostatski tlak $15 \mathrm{~cm}$ iznad dna ako je visina vode u posudi $75 \mathrm{~cm}$. Izrazite tlak u kPa.

Podmornica je prije uranjanja hermetički zatvorena pod tlakom jednakim atmosferskom tlaku $\mathrm{p}_{\mathrm{A}}$. Kad je dosegla dubinu h, naletjela je na kamen koji je na trupu podmornice probio rupu površine S. Kolikom silom treba djelovati na čep kojim mornari pokušavaju začepiti rupu?

Koliko je visok stupac alkohola gustoće $800 \mathrm{~kg} \mathrm{~m}^{-3}$ koji drži ravnotežu stupcu vode od $240 \mathrm{~mm}$?

26. Na kojoj dubini $ h $ tlak u vodi iznosi $ 5 p_{\mathrm{a}} $? $\left(\rho_{\mathrm{vode }}=1000 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3}, p_{\mathrm{a}}=1013 \mathrm{hPa}\right) $

26. Koliki tlak stvara čovjek mase $76 ~\mathrm{kg} $ na površinu $ 0,048 \mathrm{~m}^{2} $?

28. Na dnu trupa jedrilice nastala je rupa površine $ 2 \mathrm{~cm}^{2} $ zbog koje morska voda prodire u unutrašnjost jedrilice. Rupa se nalazi na dubini $ 1,2 \mathrm{~m} $ ispod površine mora. Kolikom najmanjom silom treba djelovati na čep kojim se s unutarnje strane zatvara rupa kako bi se zaustavilo prodiranje vode? Gustoća morske vode iznosi $ 1020 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3} $.

5. Učenica prilikom zarona u more mjeri ovisnost ukupnoga tlaka $ p $ o dubini $ d $. Koji od ponuđenih grafova ispravno prikazuje njezino mjerenje?

7. Za ronioce je posebno opasna situacija kad naglo izrone s velike dubine zbog mogućega razaranja plućnoga tkiva uzrokovanoga mjehurićima udahnutoga zraka iz boce na toj dubini. Pretpostavite da je zrak idealni plin i da se temperatura plina ne mijenja prilikom izranjanja. Što se dogodi s mjehurićem zraka u plućima pri naglome izranjanju?

ŠTO ČEKAŠ?

Isprobaj potpuno besplatno!

Registracijom dobivaš besplatan*
pristup dijelu lekcija za svaki predmet.

*Besplatan pristup ne zahtijeva unos kartice.

ZA MATURANTEOnline pripreme OD 1. DO 4. RAZREDAOnline instrukcije

Online pripreme za maturu i instrukcije za srednju školu. Dostupno 24/7.

Naša ponuda

Online skripte

Pravne stranice