Fluidoak

Fluidoen estatika

Oinarrizko ekuazioa

Paradoxa hidrostatikoa

Likido baten
dentsitate erlatiboa

Prentsa hidraulikoa

Presio atmosferikoa
neurtzeko bi metodo

Huts-ponpa

U itxurako hodi bi

Azelerometroak

Histeresi zikloa

Presioa nola neurtzen den

Torricelli-ren esperimentua

Saiakuntza

Presioa nola aldatzen den sakonerarekin

Har dezagun orekan dagoen fluido baten elementu edo zati bat (dy altueraduna eta S sekzioduna), ontziaren oinarritik y altueran kokatua (aurrerantzean ontziaren hondoa hartuko dugu altueren erreferentzia gisa).

Fluido-zati hori orekan baldin badago, jasaten dituen indar guztien erresultantea nulua izango da:

• Pisua, fluidoaren dentsitatea bider bolumena eta bider grabitatearen intentsitatea: (r S·dy)g.
• Inguruko fluidoak elementuari azpitik egiten dion presio-indarra:  pS
.
• Inguruko fluidoak elementuari gainetik egiten dion presio-indarra: (p+dp)S

Oreka-baldintza honela idazten da:

(r S·dy)g+pS=(p+dp)S

Eta sinplifikatuz hauxe geratzen da:

Ekuazio hori integragarria da, esate baterako, irudiak erakusten dituen muturren artean: Koka dezagun B puntua justu likidoaren gainazalean eta A puntua, berriz, h sakoneran. Fluidoaren gainazaleko presioa p0 bada (presio atmosferikoa), orduan, h sakonerako p presioa honako hau izango da: p=p0+r gh

Presioa nola neurtzen den

Presioa neurtzeko manometro izeneko aparatua erabiltzen da, "U" itxurako hodi bat. Irudiko A eta B puntuak altuera berean daudenez, presio bera izan behar dute. Adar batetik, B puntuko presioa da ontzian gordetako gasarena, eta  beste adarretik, A puntuko presioa da presio atmosferikoa (p0) gehi likido manometrikoaren altuerak eragiten diona. Bi presioak berdinak direnez: p=p0+r gh Beraz, h neurtuz gasaren p presioa neur daiteke.

Torricelli-ren esperimentua

Presio atmosferikoa neurtzeko asmoz, Torricellik hodi luze bat erabili zuen, merkurioz beteta. Hodi luzea buruz-behera ipini zuen beste ontzi baten gainean, besteak ere merkurioa zeukan. Hodiko merkurioa jaitsi egin zen apur bat, izan ere, h=0.76 m-ko altueraraino. Hodiaren goiko muturra itxita dagoenez, hutsik dago (p=0) eta merkurioaren dentsitatea ezaguna bada (13.55 g/cm3 edo 13550 kg/m3), orduan, presio atmosferikoak hauxe balio du: horrelaxe frogatu zuen presio atmosferikoa existitzen zela eta zenbat balio zuen.

Saiakuntza

Ondorengo applet-ean fluidoen estatikaren oinarrizko ekuazioa ikuska daiteke, alegia, presioa linealki handitzen dela sakonerarekin, eta aldi berean ikusten da manometro batek nola funtzionatzen duen.

Hodi bat mutur batetik manometro batera konektatzen da, eta beste muturretik, berriz, ontzi batera, baina bigarren mutur horretan gomazko diafragma bat dauka presioa neurtzeko, baina likidorik pasatzen utzi gabe. Mutur itxia guk nahi dugun sakoneran koka dezakegu, saguarekin gora eta behera desplazatuz. Benetako praktikan, mutur hori artikulatuta dago eta edozein norabidetan orienta daiteke, horrela ikusten da presioa sakoneraren menpekoa dela baina ez, ordea, norabidearen menpekoa.

Programa interaktiboan ontziaren barruko likidoa aukera dezakegu eta Berria botoia klikatu. Ondoko taulak likido horien dentsitateak ematen ditu:

Programan lehen lau likidoak alda daitezke, azkena, berriz, manometroan dagoen likidoa da, merkurioa.

Saguarekin hodiaren muturra desplazatzen dugu guk nahi dugun sakoneraraino (gezi gorri batez markatuta dago). Manometroarekin presioaren balioa kalkulatzen da, eta eskuinaldeko grafikoan ere bai, ardatz bertikalean sakonera eta ardatz horizontalean, berriz, presioa.

Adibidea:

Demagun ura aukeratu dugula. Jaitsi dezagun hodiaren muturra, gezi gorria desplazatuz, esaterako, 60 cm-ko sakoneraraino. Ur-zutabeak eragiten duen presioa hau da:

p=1000·9.8·0.6=5880 Pa

Manometroak bi adarretatik 2.2 cm markatzen du, eta horrek esan nahi du presioa honakoa dela:

p=13550·9.8·2·0.022=5843

Manometroa ezkerreko muturretik irekita dago, beraz, ez du presio totala neurtzen, presio manometrikoa baizik (fluido-zutabearena gehi atmosferikoa), edo presio-diferentziak atmosferikoarekin.

Eskumako grafikoan ikusten da 60 cm-ko sakoneran 106 000 Pa baino gutxixeago daudela, eta presio hori da, hain zuzen, presio atmosferikoa (100 000 Pa, g.g.b) gehi fluido-zutabeak eragiten duena (ia 6000 Pa).

Eskumako grafikoa normalean alderantziz irudikatzen da, hau da, presioa (mendeko aldagaia) ardatz bertikalean eta sakonera, berriz, ardatz horizontalean (aldagai independentea). Edozein modutan, grafikoak argi erakusten du p presioa linealki hazten dela h sakonerarekin.