Pascal, ισορροπία, εξωτερική και υδροστατική πίεση. Σχόλια.

57ef39a69b2eb-bpfullΣχόλιο από τον/την Διονύσης Μητρόπουλος στις 1 Ιανουάριος 2016 στις 9:04

Καλημέρα σε όλους τους φίλους και συναδέλφους,

Εύχομαι ολόψυχα μια ευτυχισμένη νέα χρονιά.

 

Για την ανάρτηση αυτή αφορμή έδωσε, με τις πολύ εύστοχες παρατηρήσεις του και την τηλεφωνική μας συνομιλία, ο αγαπητός φίλος και συνάδελφος Διονύσης Δρακόπουλος, στον οποίο και την αφιερώνω.

fc47f89b149f9409123ebc3e9caaf7bbΣχόλιο από τον/την Διονύσης Μάργαρης στις 1 Ιανουάριος 2016 στις 9:41

Καλημέρα και χρόνια πολλά Διονύση.

Ελπίζω όλο το 2016 να εμφανίσεις ανάλογη δραστηριότητα!!!

Καλή χρονιά.

Σχόλιο από τον/την Στεργιάδης Ξενοφών στις 1 Ιανουάριος 2016 στις 12:26

Ευλογημένο και ευτυχές το 2016!

Χρόνια πολλά σ΄όλους.

Διονύση καλή χρονιά! Ας  προσθέσω μια ερώτηση- παραλλαγή στο 2)

Αν στο απέναντι πλευρικό τοίχωμα υπήρχε ένα όμοιο έμβολο στο οποίο ασκείτο επίσης συνολική δύναμη μέτρου F, η πίεση στο τυχαίο σημείο Σ θα ήταν:

α.P=2F/A-ρgh         β.P=F/A-ρgh      γ.P=P(O)-ρgh

Σχόλιο από τον/την Δρακόπουλος Διονύσιος στις 1 Ιανουάριος 2016 στις 12:37

Καλή χρονιά σε όλους, με υγεία και ότι άλλο επιθυμείτε !

Διονύση, ευχαριστώ πολύ για την αφιέρωση και φυσικά για την εξαιρετική ανάλυση του θέματος !

13-1Σχόλιο από τον/την Γιάννης Μπατσαούρας στις 1 Ιανουάριος 2016 στις 15:15

Καλή χρονιά Διονύση 2 παρατηρήσεις στην περίπτωση του κατακόρυφου εμβόλου

α. Πως ορίζεις την μέση πίεση καθ ύψος και αν ισχύει Pμ=ΣF/A;

β. Ασκώντας την δύναμη F στο μέσον του εμβόλου πως εξασφαλίζεται η ισορροπία του εμβόλου και κατ επέκταση η ισορροπία του υγρού;  Μήπως θα έπρεπε η F να ασκείται πιό  χαμηλά;

57ef39a69b2eb-bpfullΣχόλιο από τον/την Διονύσης Μητρόπουλος στις 1 Ιανουάριος 2016 στις 17:46

Χρόνια πολλά συνάδελφοι, σας ευχαριστώ για τα σχόλια.

Διονύση (Μάργαρη) το ελπίζω κι εγώ, αλλά … οι καιροί χαλεποί !

Μακάρι να είναι η νέα χρονιά καλύτερη για όλους.

Διονύση (Δρακόπουλε) νάσαι καλά 🙂

Η κουβέντα μας ήταν πολύ εποικοδομητική !

Ξενοφώντα η ερώτηση – παραλλαγή σου είναι … όλα τα λεφτά 🙂

Ας προσπαθήσουμε πρώτα να δούμε ποια είναι η ουσιαστική διαφορά ανάμεσα σε ένα τμήμα τοιχώματος (ή ένα διάφραγμα) και σε ένα έμβολο. Και τα δύο συντελούν στον περιορισμό του υγρού, ασκώντας του δυνάμεις και επιβάλλοντάς του κάποια πίεση. Και τα δύο δέχονται επομένως από το υγρό δυνάμεις Fυγρ (τις αντιδράσεις των προηγουμένων). Αλλά τότε, και τα δύο πρέπει να συγκρατούνται στη θέση τους από κάποια δύναμη στήριξης Fεξ = -Fυγρ, ώστε να «αντέξουν» την πίεση του υγρού και να μην υποχωρήσουν.

Η διαφορά είναι ότι το τμήμα του τοιχώματος (ή το διάφραγμα) είναι ακλόνητα στερεωμένο, και δέχεται την Fεξ από τα σημεία στήριξης, ενώ το έμβολο είναι ελεύθερο να κινηθεί, επομένως πρέπει να του ασκείται η Fεξ από κάποιο εξωτερικό αίτιο για να παραμείνει στη θέση του.

Το έμβολο είναι μάλιστα «ρυθμιστής» της εξωτερικής πίεσης, ενώ το τοίχωμα / διάφραγμα μπορεί μόνο να «αντιδρά», να … προσαρμόζεται σ’ αυτήν (μέχρι να … σκάσει :-)).

Αντικαθιστώντας λοιπόν το απέναντι τμήμα του τοιχώματος με όμοιο έμβολο, το μετατρέπουμε απλά σε … «τοίχωμα με άποψη»!

Αν του ασκήσουμε την ίδια δύναμη Fεξ (την οποία ήδη δεχόταν ως «τοίχωμα» από τα σημεία στήριξής του), τότε δεν θα αλλάξει τίποτε. Η πίεση σ’ αυτό το ύψος θα παραμείνει Fεξ/A όπως πριν, και σε τυχαίο σημείο Σ, P = Fεξ/A – ρgh (σωστή η β :-)).

Αν του ασκήσουμε όμως διαφορετική δύναμη τότε θα … διαφωνήσει με το απέναντι έμβολο και θα χαλάσει η ισορροπία του υγρού!

Γιάννη απαντώ σε λίγο στις εστιάσεις σου.

57ef39a69b2eb-bpfullΣχόλιο από τον/την Διονύσης Μητρόπουλος στις 1 Ιανουάριος 2016 στις 21:59

Γιάννη άργησα λίγο,

Γράφεις λοιπόν στο (α) για τη μέση καθ’ ύψος πίεση και αν μπορούμε να τη χρησιμοποιήσουμε για να βρούμε τη συνολική δύναμη που ασκεί το υγρό.

Πράγματι Γιάννη, δεν μπορούμε, κι αυτό ακριβώς ήθελα να επισημάνω.

Επειδή η υδροστατική μεταβάλλεται γραμμικά με το βάθος z, άρα μπορεί να πει κανείς ότι η μέση τιμή της ανάμεσα σε δύο βάθη z1 και z2 είναι PM = (P1+P2)/2.

Η τιμή αυτή όμως PM ορίζεται για τη συνάρτηση P(z) από τη σχέση:

PM∙∑dzi = ∑Pi∙dzi   ή   PM∙Η = ∑Pi∙dzi

και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί γενικά για τον προσδιορισμό δύναμης, παρά μόνο για μια ορθογώνια επιφάνεια που έχει σταθερό πλάτος α, διότι τότε:

Fυγρ = ∑Pi∙dΑi = ∑Pi∙α∙dzi = α∙∑Pi∙dzi = α∙PM∙Η = PM∙Α

Η τιμή που χρειαζόμαστε γενικά για τον υπολογισμό της Fυγρ είναι η μέση επί της επιφάνειας Α πίεση PG (και όχι κατά το ύψος). Δηλαδή:

Fυγρ = ∑Pi∙dΑi = PG∙Α

και η PG είναι τελικά η τιμή της πίεσης στο βαρύκεντρο της επιφάνειας Α.

(Σε λίγο και το (β))

Σχόλιο από τον/την Στεργιάδης Ξενοφών στις 1 Ιανουάριος 2016 στις 22:12

Διονύση ήμουν βέβαιος για το αναλυτικόν της απάντησης :-). Να είσαι καλά.

57ef39a69b2eb-bpfullΣχόλιο από τον/την Διονύσης Μητρόπουλος στις 1 Ιανουάριος 2016 στις 23:04

Ευχαριστώ Ξενοφώντα 🙂

Γιάννη γράφεις λοιπόν στο (β) ότι θα έπρεπε να ασκείται η εξωτερική δύναμη Fεξ πιο χαμηλά.

Πράγματι, το σημείο εφαρμογής της Fυγρ είναι πιο κάτω από κέντρο του εμβόλου και τυπικά θα έπρεπε κι εμείς να ασκούμε την Fεξ στο ίδιο ύψος.

Στην πράξη όμως δεν παίζει ρόλο σε ποιο ύψος ασκείται η Fυγρδιότι το έμβολο μόνο κατά μήκος του σωλήνα μπορεί να κινείται. Αν οι Fυγρ , Fεξ δεν είναι συγγραμμικές και αναπτύσσουν ροπή ζεύγους, τότε μετατοπίζονται και οι πλευρικές δυνάμεις στήριξης του εμβόλου Ν1 , Ν2 κατάλληλα ώστε να το εξουδετερώνουν (με κίνδυνο βέβαια σε ακραία περίπτωση να «φρακάρει» το έμβολο :-)).

Άλλοτε πάλι δεν γίνεται να ασκηθεί αλλού η Fεξ , π.χ. όταν προέρχεται από την ατμόσφαιρα, ή ασκείται μέσω κάποιου διωστήρα που είναι αρθρωμένος στο μέσο του εμβόλου.

Σχόλιο από τον/την Κορκίζογλου Πρόδρομος στις 4 Ιανουάριος 2016 στις 9:43

Διονύση καλημέρα. Τα είπαμε και χθες στην ταβέρνα, αλλά τώρα είδα τη σημαντική ανάρτησή σου!

Νομίζω ότι αποσαφηνίζεις πλήρως τα της εξωτερικής πίεσης σε υγρό. Συγχαρητήρια.

Σχόλιο από τον/την Παπαδάκης Παντελεήμων στις 4 Ιανουάριος 2016 στις 11:59

Καλημέρα Διονύση.

Αφού το σημείο G της γυναίκας απεδείχθη μύθος ,μέσα στο2014

και του άνδρα το αντίστοιχο είναι απρόσιτο άμεσα ,

μας κοινοποιείς το σημείο G, για της φυσικής την πίεση .

Ωραίος ο τρόπος που φτάνεις εκεί…

σ’ευχαριστούμε Διονύση ,να’σαι πάντα καλά.

57ef39a69b2eb-bpfullΣχόλιο από τον/την Διονύσης Μητρόπουλος στις 5 Ιανουάριος 2016 στις 8:24

Να ‘σαι καλά Παντελή 🙂

Εγώ πάντως ως G ξέρω μόνο το … βαρύκεντρο και το κέντρο μάζας 🙂

Σχόλιο από τον/την Γιώργος Μήτσου στις 3 Φεβρουάριος 2016 στις 23:17

Ευχαριστούμε για την ενδελεχή διατριβή του θέματος. Ωστόσο μετά λύπης μου διαπιστώνω ότι πάρα πολλά «βοηθήματα» ήδη έχουν κάνει ζημιά στο συγκεκριμένο θέμα.
57ef39a69b2eb-bpfullΣχόλιο από τον/την Διονύσης Μητρόπουλος στις 5 Φεβρουάριος 2016 στις 17:05

Γιώργο και Πρόδρομε νά’στε καλά, σας ευχαριστώ για τα σχόλιά σας 🙂

 

 

1 thoughts on “Pascal, ισορροπία, εξωτερική και υδροστατική πίεση. Σχόλια.

  1. Παράθεμα: Pascal, ισορροπία, εξωτερική και υδροστατική πίεση | Υλικό Φυσικής - Χημείας

Σχολιάστε