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Download ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ - aua.grbethanis/fluids_statics.pdf · ΡΕΥΣΤΑ ΚΑΙ Ο ΚΟΣΜΟΣ ΓΥΡΩ ΜΑΣ • Αναπνέουμε, πίνουμε, εκκρίνουμε

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  • : (),

    .

    ( )

    (

    .)

  • , , . , . ,

    .

    .. : , , ,

    , , , ,

    , , .

    .

    .

    (>1.7 x 1011 Pa)

    ...

    ;

  • , .

    :

    :

    .

  • .

    ,

    F

    .

    A

    F

  • FK:

    A

    F

    FK

    FK

    F: /

    A

    F

    F

    F

    FK

    A

  • H F

    A

    .

    A ,

    3 ,

    , ,

    .

  • .

    , .

    S.I. 1 Pascal = 1 Pa = 1 N/m2

    : F

    A

    :

    A

    Fp

    : ApF

  • (Pa)

    2 1016

    4 1011

    1,5 1010

    1,1 108

    1 106

    1 2 105

    1 105

    1 1,6 104

    1, 2 30

    1, 2 3 10-5

    10-12

    1 2 1000Hz

  • 1 atm = 1.01 x 105 Pa

    1 Torr = 1 mm Hg (1 atm = 760 mm Hg)

    1 Bar 1 =

    = 106 dyn/cm2 (C.G.S.)

    1 = 10-3 Torr :

    1

  • A

    V = A h m = A h

    p

    p0

    F2

    F1

    W

    A

    A

    h

    h0

    : F1= p1 A F2 = p2 A

    p2 = p1 + p

    W = m g = g V = g h p2 p1 = p = - g h

    T ,

    g

    .

    H

    021 WFF

  • ,

    .

    p0 h=0,

    p -h :

    p = - gh :

    p

    p

    -h

    00

    dhgdp -= p-p0=gh

    p = p0+gh

    gh

    2

    h = 0

    - h

    h > 0

  • 0

    20000

    40000

    60000

    80000

    100000

    120000

    0 100 200 300 400 500

    (m)

    (Pa)

    water

    gas(d=10^-3w)

    -

    water_vs_air.xls

  • .

    T,

    ,

    :

    pV nRTm

    M RT

    V n

    R (= 8,3145 J/mol K)

    : m

    V

    M

    RTp

  • dp = - gdh

    dpgM

    RTpdh

    dp

    p

    gM

    RTdh

    p , h = 0, :

    dp

    p

    gM

    RTdh

    p

    p

    o

    h

    o

    p p expgM

    RTho { }

    . h

  • 3

  • h

    30 km 9.5 torr 25 torr

    60 km 0.21 torr .8 torr

    90 km 0.0019 torr .03 torr

    0

    0,2

    0,4

    0,6

    0,8

    1

    1,2

    0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

    Km

    Atm

    movies/aspirate.mov

  • 1 m

    .

    .

    ;

    () 10.000 kg.

    () 1000 kg.

    () 100 kg.

    () 1 kg.

  • 20cm 6m.

    p

    ;

    , L = 6m .

    :

    gLpp 0

    4

  • PamsmmKggLppp 4230 109.5)0.6)(/8.9)(/1000(

    , 0.6 atm,

    .

    . ,

    p. 6m

    , p

    p0.

    , p :

    :

    .

  • ,

    ,

    .

    .

    () 13,2

    kPa ( / ,

    120/80, , 100 mm Hg),

    (1,3 m

    ) (0,5 m ).

    5()

  • :

    ,

    :

    , 26,7 kPa (

    , , , 200 mm Hg).

    , ,

    , :

    8,0 kPa ( 61 mm Hg).

    ;

  • () ,

    ,

    ,

    ;

    ( 25

    cm );

    5()

  • :

    a, g

    , . (a + g).

    [ (a + g)V.]

    ,

    :

    1,27 m .

    :

    ,

    :

    hgahg )(

  • :

    h = 0,25 m a, :

    ,

    .

  • 'O ,

    , . H

    , ,

    . T .

    :

    . A

    .

    movies/HydrostaticParadox.mov

  • U :

    x . l =

    135 mm d = 12.3 mm.

    ;

    (6 )

    -

    pint

    pint

    .

    glpp 0int

    )(0int dlgpp x

    3/916 mKgdl

    lx

    :

    p0 g.

  • TORRICELLI

    , , ,

    . , ,

    , ,

    76 cm 760 mm.

    , 1644

    (Hg) ; Hg =13,6 x 103 Kg/m3 = 10

    3 Kg/m3

    movies/VacuumFlash7.swfmovies/AirPressureonColumnofH2O.mov

  • TORRICELLI

    : Hg =13,6 x 103 Kg/m3 = 10

    3 Kg/m3

    7

    Torricelli ;

    mmhh

    hghgpatm

    336,1076,06,13

    movies/Siphon.mov

  • PASCAL

    ,

    g , , ,

    ,

    dp .

    p,

    ' ,

    . T Pascal.

  • : 1.

    movies/BPascal.mov

  • : 2.

    8 9

  • , 2 cm3, ,

    ( ) .

    :

    ( ),

    ( ).

  • ,

    , .

    20

    .

  • ,

    .

    ,

    ( ) .

  • 120 mm Hg .

    ; ,

    , (

    )

    .

    .

  • 1,5 x 105 .

    . 25

    30

    .

    .

    movies/aspirate.movmovies/AirPressureonColumnofH2O.mov

  • h

    F2

    F1

    FB = F1 F2

    W W

    A

    h A

    . H

    , ,

    . 'E

    :

    F1 = p1 A F2 = p2 A

    H F2 ,

    F1, ,

    .

    :

    FB = F2 - F1 = (p2 - p1) A

    .

    'O ,

    h 100m:

    p2 - p1 = gh

  • FB = g h A = g V

    g V. = m_. g:

    . T

    A,

    .

    10

  • D ,

    0 F0.

    2D,

    :

    () 0 F0

    () 0 2F0

    () 20 F0

    () 20 2F0

  • movies/ArchimedesPrinciple.mov

  • :

    () .

    ()

    .

    () .

    ()

    .

    () .

    200

    50 .

    (/).

  • .

    ,

  • 1

    917 kg/m3

    1024 kg/m3.

    917/1024 =

    89.6%

    .

    2

    .

    .

    .

    3

    Diet Coke

    Classic Coke , Classic

    Coke 11

    Diet Coke

    .

    .

    movies/FloatingCokeCan.mov

  • ;

    (

    ,

    )

    ;

  • -

    :

    (Body Mass Index BMI) = (kg) / 2 (m2).

    ( = 30).

    (900 kg/m3),

    (

    1.100 kg/m3).

  • ,

    .

    ,

    .

    ,

    40%, .

    .

    (

    )

    1%.

  • 4:

    938 kg/m3

    . ( = 855

    kg/m3 ) .

    ;

    W = B V g = V g L S = d S d = L /

    :

    .

    :

    -,

    .

    . , , .

    Pascal.

    LdSdLSdSLgVgVgVBBWa

    aaaaa

    )(

    movies/InterfaceFloating.mov

  • : (He) R = 12m m = 196 Kg.

    ; (: He = 0.16 Kg/m3 = 1.25 Kg/m

    3

    , ,

    He :

    B = W = W = V g WHe = He V g

    V = 4R3/3

    , , :

    34 ( ) 76903

    He

    a a He

    B W W mg Mg

    M R m Kg

  • ( = 900 kg/m

    3) R = 2.0m H

    = 20cm . = 1030 kg/m3.

    () =50 m=5 kg,

    . h

    (i) (ii)

    .

    () , .

    500 cm3 .

    ;

  • (i)

    FB = W

    cmh

    mhHmkg

    mkg

    RH

    RhH

    V

    VgVgV

    5,2

    2,01030

    900

    /1030

    /900)(3

    3

    2

    2

    (ii) .

    cmR

    mNVHh

    mVmR

    RhH

    mNVVgmNgVgV

    WWF NB

    6,0...

    )514,2()57,12(

    )(

    2

    322

    2

  • () , .

    500 cm3 .

    ;

    V' , V' = V. :

    392,1 mV

    mNVgmNgVgV

    WWF NB

    V - V' = 2,514 1,92 0,6 m3 = 6 x 105 cm3 :

    dayshht

    hcmt

    VQ

    501200105

    106

    /500

    2

    5

    3

  • .

    ;

    () .

    () .

    () .

    ()

    .

  • 4 m 4 m 0,3 m,

    .

    () 600 kg/m3,

    .

    () 670

    ;

  • 10cm

    2cm ( ).

    650 kg/m3 (g = 9,8 m/s2). )

    ; )

    ; ) ;

    p = g 2cm

    = 650 9,8 0,02 Pa = 127,4 Pa

    ( = 1000 kg/m3)

    p = g 10cm + g 2cm

    = 833 Pa

    W = B +

    m g = g Vv + g V

    V = 2100cm3

    V = 8100cm3

    , m = 0,72 kg