|
|
עמוד:166
4 . 3 כוחות על נוזלים : לחץ הידרוסטט * בסעיף זה נדון בעקרונות החשובים של ההידרוסטטיקה — הענף במכניקה אשר עוסק בנוזלים הנמצאים במנוחה . הגדרת הלחץ נוזל , בניגוד לגוף קשיח , אינו שומר כלל על צורתו — כאשר שופכים נוזל לכלי , הוא מקבל מיד את צורת הכלי . לתכונה זו של הנוזל יש השפעה מכרעת על הדרך שבה מועבר הכוח המופעל על נוזל . איור 4 . 12 מתאר כלי המכיל נוזל כלשהו , כגון מים . על פני הנוזל מונחת בוכנה , שעליה מפעילים כוח . הבוכנה צמודה לדפנות הכלי ( למשל , באמצעות טבעת גומי ) כך שהיא יכולה לנוע מעלה ומטה , אך המים אינם יכולים לעבור בינה לבין הדפנות . נניח ששטח הבוכנה הוא S ושפועל עליה כוח F בכיוון מטה . נחלק בדמיוננו את שכבת הנוזל שמתחת לבוכנה ל ^ "תיבות" קטנות , שוות בגודלן ( אחת מהן מצוירת באיור . ( הכוח על הפאה העליונה של כל תיבה הוא FIN משום שלפי החוק השלישי של ניוטון כל תיבה מפעילה כוח נגדי על הבוכנה , והכוח השקול , שהוא סכום הכוחות הללו , חייב להיות F מכיוון שהשטח של הפאה העליונה של כל תיבה הוא , S / JV היחס בין הכוח על הפאה לבין שטחה , הוא : היחס p , אינו תלוי 2 N אלא רק בכוח המופעל ובשטח הבוכנה . הוא מכונה לחץ . השאלות שאותן פתרנו עד כה הנחנו , לפעמים בלי לציין זאת במפורש , כי הכוחות על הגוף הנדון נפגשים בנקודה אחת . לעתים , נוח להתייחס לגוף שבו עוסקים כאל גוף נקודתי , חסר ממדים , משום שאז כל הכוחות הפועלים עליו חייבים ממילא להיפגש בנקודה אחת . ההתייחסות לגופים גדולים ( למשל , כוכבי הלכת החגים סביב השמש ) כאל גופים נקודתיים מקלה על החישובים ועשויה להוביל לתוצאות מדויקות בכל הקשור לתנועה ההעתקית של גופים אלה . זו דוגמא לדרכה של הפיסיקה , המעדיפה בדרך כלל לטפל במציאות באמצעות מודל , דהיינו באמצעות תמונה מפושטת , המתעלמת באופן מכוון מתכונות מסוימות של המערכת , כדי להקל על הדיון בתכונות אחרות המעניינות אותנו באותה עת . איור 4 . 12
|
|