|
|
עמוד:167
הגדרה כללית של לחץ : היחס בין כוח לשטח , כאשר הכוח פועל בניצב לשטח ) . במילים אחרות , אם על פיסת שטח , AS , פועל כוח ניצב , AF הלחץ הוא . ( AF / AS אם הכוח אינו ניצב לפני השטח , כבאיור , 4 . 13 מפרקים אותו לרכיב ניצב ולרכיב מקביל , ומתחשבים רק ברכיב הניצב . נניח , לדוגמא , ששטח הבוכנה באיור 4 . 12 הוא 0 . 1 מ ושהכוח F הוא 100 ניוטון . הלחץ שהבוכנה מפעילה על המים הוא : 2 P = f = ^ = 1000 Nm וזה גם הלחץ הנגדי שהמים מפעילים בכל נקודה על שטחה התחתון של הבוכנה . יחידת הלחץ בשיטת SI היא "ניוטון חלקי מטר מרובע" 2 ) . ( Nm ליחידה זו הוענק השם פקולןל Pascal ) או ( Pa על שם הפיסיקאי הצרפתי שחקר במאה ה 17 את תופעת הלחץ בנוזלים . מכיוון שפסקל אחד הוא לחץ קטן למדי , משתמשים גם ביחידה קילופסקל , ( kPa ) שהיא אלף פסקל . מספר יחידות "היסטוריות '' של לחץ עדיין נמצאות בשימוש בתחומים טכנולוגיים אחדים . הן מסוכמות בטבלה 4 . 1 ( אין צורך שתזכור את הטבלה . היא ניתנת כאן רק כדי לסייע לך " לתרגם" יחידות אלה לפסקל , כאשר תיתקל בהן . ( חוק פסקל נחזור לבוכנה ולתיבות הנוזל שמתחתיה . באיור 4 . 14 מצוירת תיבה אחת כזו . אילו היה מדובר בגוף קשיח , הכוח על התיבה היה מועבר רק בכיוון מטה . אולם בגלל הגמישות של הנוזל , התיבה הנלחצת מפעילה כוח גם לצדדים . כל '' תיבת" נוזל בכלי נלחצת מכל צדדיה ומפעילה לחץ על שכנותיה . הנוזל שליד הדופן מפעיל לחץ על הדופן . בעקבות מחקריו ניסח פסקל ( בשנת ( 1653 את החוק המכונה חוק פסקל : לחץ המופעל על נוזל , מתפשט באופן שווה לכל הכיוונים . המשמעות של חוק פסקל היא , שאם הבוכנה מפעילה על הנוזל לחץ בשיעור p לחץ זה נמסר לכל נקודה בנוזל , ופועל בכל נקודה על דפנות הכלי . הניסוי מראה כי לצורת הכלי אין השפעה על הלחץ — אותו לחץ יפעל גם על דופן משופעת או עקומה , ובכל נקודה על הדופן כיוונו ניצב לדופן ( איור . ( 4 . 14 אפשר להראות , כי התנהגות זו נובעת מן החוק השלישי של ניוטון ומתכונתו של הנוזל להעביר את הכוח המופעל עליו לכל הכיוונים במידה שווה . טגלה : 4 . 1 יחידות מודרניות ו"היסטוריות" של לחץ ! היחידה סימנה j הגדרה j ערכה 1 Pa פסקל Pa ' 1 ניוטון ל מ I 1 אטמוספירה | | atm 10 . 13 ניוטון לסמ ( זהו לחץ האוויר j הממוצע בגובה פני הים ) | l . O 13 xio ! בר 1 ! bar , 10 ניוטון ל סמ 1 10 5 . ן מיליבר mbar אלפית הבר 100 מילימטר כספית או טור j j torr j mm Hg , לחץ של שכבת כספית בעובי מילימטר ( לחץ האוויר הממוצע בגובה פני הים הוא 760 מ"מ כספית ' . ( 133 . 3 איור 4 . 13
|
|