2 Statika fluida 2 1 Hidrostatiki pritisak Klip

2. Statika fluida 2. 1 Hidrostatički pritisak • Klip, mase m=10 kg, pritiskuje gornju površinu vode u vertikalnoj cevi. Poluprečnik cevi je r=20 cm, a visina vodenog stuba u njoj h=1 m. Koliki je ukupni pritisak na dnu cevi?

2. 1. 1 Pritisak na dnu cevi jednak je zbiru hidrostatičkog pritiska i pritiska koji stvara klip svojom težinom. Dakle, • 2. 1. 3 U spojenim sudovima nalazi se živa. Prečnik jednog suda je četiri puta veći od prečnika drugog suda. U uži sud se nalije toliko vode da se iznad žive obrazuje vodeni stub visine. Za koliko će se podići nivo žive u: • a) širem sudu, a za koliko će opasti u užem, • b) u užem sudu ako se u širi sud nalije toliko vode da se i u njemu obrazuje vodeni stub iste visine ?

• a) Ako se dolivanjem vode nivo žive u užem sudu spusti za h 1, a u širem podigne za h 2 uslov ravnoteže pritisaka može da se izrazi relacijom (vidi sliku 2. 1. 1):

gde je - gustina vode, - gustina žive. Pošto su obe tečnosti nestišljive, onda je • gde su S 1 i S 2 - površine poprečnih preseka sudova. Prema uslovu zadatka, njihov međusobni odnos je pa je na osnovu relacija (2. 1. 3. 1) i (2. 1. 3. 2) • b) U ovom slučaju nivo žive se u užem sudu podigne za h 1=4, 8 cm, a u širem sudu spusti za h 2= 0, 03 cm.

2. 2 Potisak i Arhimedov zakon • 2. 2. 1 Lopta, zapremine , zagnjurena je u vodu. Kolikom silom treba delovati na loptu da bi se ona zadržala u vodi? Gustina vode je

Arhimedova sila je: • Lopta, mase m=2 kg i zapremine zagnjuri se u vodu. Da li će lopta isplivati na površinu vode kada je pustimo?

2. 2. 2. R Jačina sile Zemljine teže koja deluje na loptu je • a jačina Arhimedove sile • Rezultat ukazuje da je se prepusti sama sebi. , što znači da će lopta isplivati kada • 2. 2. 3 a) Kolika je jačina sile koja potiskuje loptu ka površini vode ako je njena zapremina , a masa ? • b) Da li bi ova sila imala istu jačinu kada bi se ogled izveo na Mesecu?

a) • b) Tamo bi ona bila oko 6 puta manja • 2. 2. 4 Telo mase lebdi u vodi. Kolika je zapremina tela?

Dečji balon, zapremine , napunjen je gasom čija je gustina manja od gustine vazduha. Balon je vezan užetom, te se tako održava na istoj visini. Dinamometrom je izmereno da sila zatezanja užeta iznosi F=0, 12 N. Kolika je jačina sile Zemljine teže koja deluje na balon (zajedno sa gasom)?

2. 2. 5 Na balon deluje Arhimedova sila jačine: sa smerom naviše. Kako dinamometar pokazuje silu jačine F=0, 12 N, to je jačina sile Zemljine teže: • 2. 2. 6 Telo, zapremine supstancije čija je gustina vodom. , načinjeno je od čvrste. Telo se potopi u sud sa • a) Kolikom silom ovo telo deluje na dno suda? • b) Koliko je bilo ubrzanje tela prilikom padanja kroz vodu? Trenje zanemariti.

2. 2. 6. R a) Na vodu, a time i na dno, telo će delovati silom koja je, prema trećem Njutnovom zakonu, jednaka po intenzitetu sili kojom voda deluje na telo. Dakle, • b) Ako je trenje zanemarljivo, telo će da se kreće pod dejstvom rezultante sile teže ( ) i njoj suprotne Arhimedove sile ( ) pa je na osnovu drugog Njutnovog zakona

2. 2. 8 Šupljikavo metalno telo, spoljašnje zapremine , ima masu m=0, 14 kg. Telo se potopi do dubine h=1 m (ispod površine vode) i pusti. a) Kolikom brzinom će telo da započne isplivavanje (zanemariti dimenzije tela u odnosu na visinu h)? b) Do koje visine će telo » odskočiti « iznad površine vode?

• b) Dalje će se telo kretati ravnomerno usporeno, sa početnom brzinom v 0 i usporenjem g. Pređeni put tela do zaustavljanja je

Sa visine iznad nivoa mirne jezerske vode pusti se da slobodno pada mala sferna kuglica od materijala gustine. Na kojoj dubini u vodi će se zaustaviti kuglica? Koliko vremena će se kretati kuglica do mesta zaustavljanja? Trenje koje trpi kuglica pri svom kretanju kroz vazduh i vodu ne zanemariti. Gustina vode je

U trenutku udara o nivo vode kuglica raspolaže brzinom , koja se može smatrati kao početna brzina kojom kuglica otpočne kretanje kroz vodu. U vodi deluje na kuglicu, pored sile zemljine težine , i sila potiska , tako da je ukupna sila Prema drugom Njutnovom zakonu: • Pošto je gustina vode veća od gustine kuglice, sila potiska je veća od težine kuglice pa je njihova rezultanta usmerena naviše. To znači da se kuglica kroz vodu kreće naniže jednoliko usporeno. Put s, koji kuglica pređe kroz vodu do svog zaustavljanja, može da se izračuna iz obrasca:

• Vreme, za koje kuglica pređe ovaj put iznosi