Mengapa hukum Pascal berlaku untuk benda padat? Hukum Pascal (Persamaan Dasar Hidrostatika)

Filsuf, matematikawan, dan fisikawan terkenal Perancis abad ke-17 Blaise Pascal memberikan kontribusi penting bagi perkembangan ilmu pengetahuan modern. Salah satu pencapaian utamanya adalah perumusan apa yang disebut hukum Pascal, yang dikaitkan dengan sifat-sifat zat cair dan tekanan yang ditimbulkannya. Mari kita lihat lebih dekat undang-undang ini.

Biografi singkat ilmuwan

Blaise Pascal lahir pada 19 Juni 1623 di kota Clermont-Ferrand, Prancis. Ayahnya adalah wakil presiden bidang pemungutan pajak dan ahli matematika, dan ibunya berasal dari kelas borjuis. Sejak kecil, Pascal mulai menunjukkan minat terhadap matematika, fisika, sastra, bahasa, dan ajaran agama. Dia menemukan kalkulator mekanik yang dapat melakukan operasi penjumlahan dan pengurangan. Menghabiskan banyak waktu untuk belajar properti fisik benda fluida, serta pengembangan konsep tekanan dan vakum. Salah satu penemuan penting ilmuwan tersebut adalah prinsip yang menyandang namanya - hukum Pascal. Blaise Pascal meninggal pada tahun 1662 di Paris karena kelumpuhan kakinya, penyakit yang menemaninya sejak tahun 1646.

Konsep tekanan

Sebelum mempertimbangkan hukum Pascal, mari kita bahas hal ini kuantitas fisik seperti tekanan. Ini adalah besaran fisika skalar yang menunjukkan gaya yang bekerja pada permukaan tertentu. Ketika gaya F mulai bekerja pada permukaan seluas A yang tegak lurus, maka tekanan P dihitung dengan rumus berikut: P = F/A. Tekanan diukur dalam Sistem Satuan SI Internasional dalam pascal (1 Pa = 1 N/m2), yaitu untuk menghormati Blaise Pascal, yang mengabdikan banyak karyanya pada masalah tekanan.

Jika gaya F bekerja pada suatu permukaan A tidak tegak lurus, tetapi membentuk sudut α tertentu terhadap permukaan tersebut, maka persamaan tekanan akan berbentuk: P = F*sin(α)/A, dalam hal ini F*sin( α) adalah komponen gaya yang tegak lurus F terhadap permukaan A.

hukum Pascal

Dalam fisika, hukum ini dapat dirumuskan sebagai berikut:

Tekanan yang diterapkan pada zat cair yang praktis tidak dapat dimampatkan, yang berada dalam kesetimbangan dalam bejana yang dindingnya tidak dapat diubah bentuknya, diteruskan ke segala arah dengan intensitas yang sama.

Anda dapat memverifikasi kebenaran hukum ini sebagai berikut: Anda perlu mengambil bola berongga, membuat lubang di dalamnya berbagai tempat, lengkapi bola ini dengan piston dan isi dengan air. Nah, dengan memberikan tekanan pada air menggunakan piston, Anda bisa melihat bagaimana air keluar dari semua lubang dengan kecepatan yang sama, artinya tekanan air di luas setiap lubang adalah sama.

Cairan dan gas

Hukum Pascal dirumuskan untuk zat cair. Cairan dan gas termasuk dalam konsep ini. Namun, tidak seperti gas, molekul-molekul pembentuk cairan terletak berdekatan satu sama lain, sehingga cairan memiliki sifat tidak dapat dimampatkan.

Karena sifat cairan yang tidak dapat dimampatkan, ketika tekanan terbatas dibuat dalam volume tertentu, tekanan tersebut ditransmisikan ke segala arah tanpa kehilangan intensitas. Hal inilah yang dibicarakan dalam prinsip Pascal, yang dirumuskan tidak hanya untuk fluida, tetapi juga untuk zat yang tidak dapat dimampatkan.

Mengingat pertanyaan tentang “tekanan gas dan hukum Pascal” dalam hal ini, dapat dikatakan bahwa gas, tidak seperti cairan, mudah dikompresi tanpa menahan volume. Hal ini mengarah pada fakta bahwa ketika sejumlah gas tertentu terkena tekanan eksternal, ia juga dipindahkan ke segala arah dan arah, tetapi pada saat yang sama kehilangan intensitasnya, dan kehilangannya akan semakin kuat, semakin rendah kepadatan gasnya.

Dengan demikian prinsip Pascal hanya berlaku untuk media cair.

Prinsip Pascal dan mesin hidrolik

Prinsip Pascal digunakan di berbagai perangkat hidrolik. Untuk menggunakan hukum Pascal pada perangkat tersebut, rumusnya adalah sebagai berikut: P = P 0 +ρ*g*h, di sini P adalah tekanan yang bekerja pada zat cair pada kedalaman h, ρ adalah massa jenis zat cair, P 0 adalah tekanan yang diterapkan pada permukaan cairan, g (9,81 m/s 2) - percepatan jatuh bebas di dekat permukaan planet kita.

Prinsip pengoperasian mesin hidrolik adalah sebagai berikut: dua silinder yang diameternya berbeda dihubungkan satu sama lain. Wadah kompleks ini diisi dengan cairan, seperti minyak atau air. Setiap silinder dilengkapi dengan piston sedemikian rupa sehingga tidak ada udara tersisa antara silinder dan permukaan cairan di dalam bejana.

Misalkan sebuah piston dalam silinder yang penampangnya lebih kecil dipengaruhi oleh gaya tertentu F 1, maka timbul tekanan P 1 = F 1 / A 1. Menurut hukum Pascal, tekanan P 1 akan langsung diteruskan ke seluruh titik ruang di dalam zat cair sesuai dengan rumus di atas. Akibatnya piston yang mempunyai penampang besar juga akan mendapat tekanan P 1 dengan gaya F 2 = P 1 * A 2 = F 1 * A 2 / A 1 . Gaya F2 akan arahnya berlawanan dengan gaya F1, yaitu cenderung mendorong piston ke atas, dan akan lebih besar dari gaya F1 persis sebanyak perbedaan luas penampang silinder mesin. .

Jadi, hukum Pascal memungkinkan Anda mengangkat beban besar dengan bantuan gaya penyeimbang kecil, yang mirip dengan tuas Archimedes.

Penerapan lain dari prinsip Pascal

Hukum yang dimaksud tidak hanya digunakan pada mesin hidrolik, tetapi digunakan secara lebih luas. Di bawah ini adalah contoh sistem dan perangkat yang pengoperasiannya tidak mungkin dilakukan jika hukum Pascal tidak valid:

• Pada sistem pengereman mobil dan pada sistem ABS anti-lock yang terkenal, yang mencegah roda mobil terkunci saat pengereman, sehingga membantu menghindari kendaraan tergelincir dan tergelincir. Selain itu, sistem ABS membuat pengemudi tetap memegang kendali. kendaraan, ketika yang terakhir melakukan pengereman darurat.
• Pada semua jenis lemari es dan sistem pendingin dimana zat kerjanya adalah zat cair (freon).

Blaise Pascal adalah seorang matematikawan, fisikawan, dan filsuf Perancis yang hidup pada pertengahan abad ketujuh belas. Ia mempelajari perilaku cairan dan gas serta mempelajari tekanan.

Dia memperhatikan bahwa bentuk bejana tidak berpengaruh pada tekanan cairan di dalamnya. Ia juga merumuskan prinsip: Cairan dan gas meneruskan tekanan yang diberikan padanya secara merata ke segala arah.
Prinsip ini disebut hukum Pascal untuk zat cair dan gas.

Perlu dipahami bahwa hukum ini tidak memperhitungkan gaya gravitasi yang bekerja pada zat cair. Nyatanya, Tekanan suatu fluida meningkat seiring dengan kedalaman karena gaya tarik ke bumi, dan ini disebut tekanan hidrostatis.

Untuk menghitung nilainya, gunakan rumus:
- tekanan kolom cairan.

• ρ - kepadatan cairan;
• g - percepatan jatuh bebas;
• h - kedalaman (ketinggian kolom cairan).

Tekanan total suatu fluida pada suatu kedalaman adalah jumlah dari tekanan hidrostatis dan tekanan yang terkait dengan kompresi eksternal:

di mana p0 adalah tekanan luar, misalnya, piston dalam bejana berisi air.

Penerapan hukum Pascal dalam hidrolika

Sistem hidrolik menggunakan fluida yang tidak dapat dimampatkan, seperti minyak atau air, untuk mentransfer tekanan dari satu titik ke titik lain di dalam fluida dengan peningkatan gaya. Perangkat hidrolik digunakan untuk menghancurkan padatan, dalam tekanan. Pesawat memiliki hidrolika yang dipasang di sistem rem dan roda pendaratan.
Karena hukum Pascal juga berlaku untuk gas, terdapat sistem pneumatik dalam teknologi yang menggunakan tekanan udara.

kekuatan Archimedes. Kondisi benda terapung

Mengetahui gaya Archimedean (juga dikenal sebagai gaya apung) penting ketika mencoba memahami mengapa beberapa benda mengapung sementara benda lainnya tenggelam.
Mari kita lihat sebuah contoh. Seorang pria ada di dalam kolam. Ketika ia benar-benar terendam air, ia dapat dengan mudah melakukan jungkir balik, jungkir balik, atau melompat sangat tinggi. Di darat, melakukan aksi seperti itu jauh lebih sulit.
Situasi di kolam ini dimungkinkan karena fakta bahwa gaya Archimedean bekerja pada seseorang di dalam air. Dalam zat cair, tekanan meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman (hal ini juga berlaku untuk gas). Ketika benda sepenuhnya berada di bawah air, tekanan cairan dari bawah benda melebihi tekanan dari atas, dan benda mulai mengapung.

Hukum Archimedes

Suatu benda di dalam zat cair (gas) dikenakan gaya apung yang besarnya sama dengan berat jumlah zat cair (gas) yang dipindahkan oleh bagian benda yang terendam tersebut.

• Kaki - gravitasi;
• Fa - kekuatan Archimedean;
• ρl - kepadatan cairan atau gas;
• Ay. Dan. - volume cairan (gas) yang dipindahkan sama dengan volume bagian benda yang terendam;
• hal. Dan. - berat cairan yang dipindahkan.

Kondisi berlayar

1. FT>FA - tubuh tenggelam;
2. FT< FA - тело поднимается к поверхности до тех пор, пока не окажется в положении равновесия и не начнёт плыть;
3. FT = FA - benda berada dalam keseimbangan dalam lingkungan berair atau gas (mengapung).

Hukum tekanan Pascal ditemukan pada abad ke-17 oleh ilmuwan Perancis Blaise Pascal, yang kemudian diberi nama hukum tersebut. Kata-kata undang-undang ini, makna dan penerapannya dalam Kehidupan sehari-hari dibahas secara rinci dalam artikel ini.

Inti dari hukum Pascal

Hukum Pascal - tekanan yang diberikan pada cairan atau gas diteruskan ke setiap titik cairan atau gas tanpa perubahan. Artinya, perpindahan tekanan terjadi secara merata ke segala arah.

Hukum ini hanya berlaku untuk zat cair dan gas. Faktanya adalah molekul zat cair dan gas di bawah tekanan berperilaku sangat berbeda dari molekul padatan. Gerakan mereka berbeda satu sama lain. Jika molekul zat cair dan gas bergerak relatif bebas, maka molekul zat padat tidak mempunyai kebebasan tersebut. Mereka hanya sedikit terombang-ambing, sedikit menyimpang dari posisi semula. Dan karena pergerakan molekul gas dan cairan yang relatif bebas, mereka memberikan tekanan ke segala arah.

Rumus dan besaran dasar hukum Pascal

Besaran utama dalam hukum Pascal adalah tekanan. Itu diukur dalam Pascal (Pa). Tekanan (P)- sikap kekuatan (F), yang bekerja pada permukaan yang tegak lurus terhadapnya luas (S). Karena itu: P=F/S.

Fitur tekanan gas dan cairan

Berada di dalam bejana tertutup, partikel terkecil dari cairan dan gas – molekul – menghantam dinding bejana. Karena partikel-partikel ini bersifat mobile, maka dari suatu tempat lebih banyak tekanan tinggi mereka dapat berpindah ke tempat dengan tekanan rendah, yaitu. dalam waktu singkat menjadi seragam di seluruh permukaan kapal yang ditempati.

Untuk lebih memahami hukum, Anda dapat melakukan percobaan. Mari kita ambil balon dan mengisinya dengan air. Lalu kami membuat beberapa lubang dengan jarum tipis. Hasilnya tidak akan lama lagi. Air akan mulai mengalir keluar dari lubang, dan jika bola dikompresi (yaitu, tekanan diberikan), maka tekanan setiap pancaran akan meningkat beberapa kali lipat, terlepas dari titik pasti di mana tekanan tersebut diterapkan.

Percobaan yang sama dapat dilakukan dengan bola Pascal. Ini adalah bola bundar dengan lubang yang ada dengan piston terpasang padanya.

Beras. 1. Blaise Pascal

Tekanan fluida di dasar bejana ditentukan dengan rumus:

p=P/S=gpSh/s

p=gρ h

• G- percepatan gravitasi,
• ρ – massa jenis cairan (kg/cub.m)
• H– kedalaman (ketinggian kolom cairan)
• P– tekanan dalam pascal.

Di bawah air, tekanan hanya bergantung pada kedalaman dan kepadatan cairan. Artinya, di laut atau samudra kepadatannya akan semakin besar dengan semakin besarnya perendaman.

Beras. 2. Tekanan pada kedalaman yang berbeda

Penerapan hukum dalam praktik

Banyak hukum fisika, termasuk hukum Pascal, yang diterapkan dalam praktik. Misalnya, sistem penyediaan air biasa tidak dapat berfungsi jika undang-undang ini tidak berlaku. Bagaimanapun, molekul-molekul air di dalam pipa bergerak secara kacau dan relatif bebas, yang berarti tekanan yang diberikan pada dinding pipa air adalah sama di semua tempat. Pengoperasian mesin press hidrolik juga didasarkan pada hukum gerak dan keseimbangan fluida. Pers terdiri dari dua silinder yang saling berhubungan dengan piston. Ruang di bawah piston terisi oli. Jika piston yang lebih kecil dengan luas S 2 dikenai gaya F 2 , maka piston yang lebih besar dengan luas S 1 dikenai gaya F 1 .

Beras. 3. Tekan hidrolik

Anda juga dapat bereksperimen dengan bahan mentah dan telur rebus. Jika salah satu ditusuk dengan benda tajam, misalnya paku panjang, hasilnya akan berbeda. Telur rebus akan menembus kuku, tetapi telur mentah akan pecah berkeping-keping, karena hukum Pascal berlaku untuk telur mentah, tetapi tidak berlaku untuk telur rebus.

Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan di semua titik zat cair yang diam adalah sama, yaitu: F 1 /S 1 =F 2 /S 2, maka F 2 /F 1 =S 2 /S 1.

Gaya F 2 sama banyaknya dengan gaya F 1, berapa kali luas piston yang lebih besar lebih besar dari luas piston yang kecil.

Apa yang telah kita pelajari?

Besaran utama hukum Pascal yang dipelajari di kelas 7 adalah tekanan yang diukur dalam Pascal. Berbeda dengan zat padat, zat gas dan zat cair memberikan tekanan yang sama pada dinding bejana tempat zat tersebut berada. Alasannya adalah molekul-molekul yang bergerak bebas dan kacau ke berbagai arah.

Uji topiknya

Evaluasi laporan

Penilaian rata-rata: 4.6. Total peringkat yang diterima: 550.

Sifat tekanan zat cair, gas dan zat padat berbeda-beda. Meskipun tekanan zat cair dan gas mempunyai sifat yang berbeda, tekanannya mempunyai satu efek serupa yang membedakannya dengan zat padat. Efek ini, atau lebih tepatnya fenomena fisik, dijelaskan oleh hukum Pascal.

Hukum Pascal menyatakan bahwa, tekanan yang dihasilkan oleh gaya luar pada titik tertentu dalam cairan atau gas diteruskan melalui cairan atau gas tersebut tanpa perubahan ke titik mana pun. Hukum ini ditemukan oleh Blaise Pascal pada abad ke-17.

Hukum Pascal berarti jika, misalnya, suatu gas ditekan dengan gaya 10 N, dan luas tekanan tersebut adalah 10 cm 2 (yaitu (0,1 * 0,1) m 2 = 0,01 m 2), maka tekanannya pada titik di mana gaya diterapkan akan meningkat sebesar p = F/S = 10 N / 0,01 m 2 = 1000 Pa, dan tekanan di semua tempat dalam gas akan meningkat sebesar ini. Artinya, tekanan akan diteruskan tanpa perubahan ke titik mana pun di dalam gas.

Hal yang sama juga berlaku untuk cairan. Tapi untuk makanan padat - tidak. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa molekul-molekul cairan dan gas bersifat bergerak, dan dalam zat padat, meskipun dapat bergetar, mereka tetap berada di tempatnya. Dalam gas dan cairan, molekul berpindah dari area bertekanan tinggi ke area bertekanan lebih rendah, sehingga tekanan di seluruh volume dengan cepat menjadi seimbang.

Hukum Pascal dikonfirmasi oleh pengalaman. Jika Anda membuat lubang yang sangat kecil pada bola karet berisi air, air akan menetes melalui lubang tersebut. Jika sekarang Anda menekan di satu tempat pada bola, maka dari semua lubang, tidak peduli seberapa jauh jaraknya dari tempat gaya diterapkan, air akan mengalir keluar dalam aliran dengan kekuatan yang kira-kira sama. Hal ini menunjukkan bahwa tekanan telah menyebar ke seluruh volume.

Hukum Pascal mempunyai penerapan praktis. Jika suatu gaya tertentu diterapkan pada suatu luas permukaan kecil suatu zat cair, maka peningkatan tekanan akan terjadi di seluruh volume zat cair. Tekanan ini dapat melakukan usaha untuk memindahkan luas permukaan yang lebih besar.

Misalnya, jika gaya F1 diterapkan pada luas S1, maka tekanan tambahan p akan tercipta di seluruh volume:

Tekanan ini memberikan gaya F 2 pada luas S 2:

Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar luasnya maka gaya yang dihasilkan semakin besar. Artinya, jika kita menghasilkan gaya yang kecil pada area yang kecil, maka gaya tersebut akan berubah menjadi gaya yang besar pada area yang lebih luas. Jika pada rumus tersebut kita mengganti tekanan (p) dengan gaya dan luas awal, maka diperoleh rumus sebagai berikut:

F 2 = (F 1 / S 1) * S 2 = (F 1 * S 2) / S 1

Mari kita pindahkan F 1 ke sisi kiri:

F 2 /F 1 = S 2 /S 1

Oleh karena itu, F 2 lebih besar dari F 1 sebanyak S 2 lebih besar dari S 1 .

Berdasarkan perolehan kekuatan ini, pengepres hidrolik dibuat. Di dalamnya, gaya kecil diterapkan pada piston sempit. Akibatnya timbul gaya yang besar pada piston lebar yang mampu mengangkat beban berat atau memberikan tekanan pada benda yang ditekan.

(1623 - 1662)

Hukum Pascal menyatakan: “Tekanan yang diberikan pada suatu zat cair atau gas diteruskan ke setiap titik dalam zat cair atau gas tersebut secara merata ke segala arah.”
Pernyataan ini dijelaskan oleh mobilitas partikel zat cair dan gas ke segala arah.

PENGALAMAN PASCAL

Pada tahun 1648, Blaise Pascal mendemonstrasikan bahwa tekanan suatu fluida bergantung pada tinggi kolomnya.
Dia memasukkan sebuah tabung dengan diameter 1 cm2 dan panjang 5 m ke dalam tong tertutup berisi air dan, naik ke balkon lantai dua rumah, menuangkan segelas air ke dalam tabung tersebut. Ketika air di dalamnya naik hingga ketinggian ~ 4 meter, tekanan air meningkat sedemikian rupa sehingga terbentuk retakan pada tong kayu ek yang kuat tempat air mengalir.

tabung Pascal

SEKARANG HATI-HATI!

Jika Anda mengisi bejana dengan ukuran yang sama: satu dengan cairan, yang lain dengan bahan curah (misalnya, kacang polong), di bejana ketiga Anda menempatkan benda padat dekat dengan dinding, pada permukaan zat di setiap bejana Anda menempatkan benda yang sama. lingkaran, misalnya, terbuat dari kayu / harus berdekatan dengan dinding / , dan letakkan beban dengan berat yang sama di atasnya,

lalu bagaimana tekanan zat pada dasar dan dinding setiap bejana berubah? Pikirkan tentang itu! Dalam hal apa hukum Pascal berlaku? Bagaimana tekanan eksternal dari beban ditransmisikan?

DALAM PERANGKAT TEKNIS APA HUKUM PASCAL DIGUNAKAN?

Hukum Pascal adalah dasar perancangan banyak mekanisme. Lihat gambarnya, ingat!

1. pengepres hidrolik

Pengganda hidrolik dirancang untuk meningkatkan tekanan (р2 > р1, karena dengan gaya tekanan yang sama S1 > S2).

Pengganda digunakan dalam pengepres hidrolik.

2. lift hidrolik

Ini adalah diagram sederhana dari lift hidrolik yang dipasang pada dump truck.

Tujuan dari silinder bergerak adalah untuk meningkatkan ketinggian angkat piston. Untuk menurunkan beban, buka keran.

Unit pengisian bahan bakar untuk memasok bahan bakar traktor beroperasi sebagai berikut: kompresor memaksa udara ke dalam tangki berisi bahan bakar yang tertutup rapat, yang masuk ke tangki traktor melalui selang.

4. penyemprot

Pada alat penyemprot yang digunakan untuk mengendalikan hama pertanian, tekanan udara yang dipompa ke dalam bejana menuju larutan racun adalah 500.000 N/m2. Cairan menyembur saat keran dibuka

5. sistem penyediaan air

Sistem pasokan air pneumatik. Pompa menyuplai air ke tangki, menekan bantalan udara, dan mati ketika tekanan udara mencapai 400.000 N/m2. Air naik melalui pipa ke dalam ruangan. Ketika tekanan udara berkurang, pompa menyala kembali.

6. meriam air

Aliran air yang dikeluarkan oleh meriam air di bawah tekanan 1.000.000.000 N/m2 membuat lubang pada potongan logam dan menghancurkan batu di tambang. Peralatan pemadam kebakaran modern juga dilengkapi dengan hidrokanon.

7. saat memasang pipa

Tekanan udara “mengembang” pipa, yang dibuat dalam bentuk strip baja logam datar yang dilas di bagian tepinya. Ini sangat menyederhanakan pemasangan pipa untuk berbagai keperluan.

8. dalam arsitektur

Kubah besar yang terbuat dari film sintetis ini didukung oleh tekanan yang hanya 13,6 N/m2 lebih besar dari tekanan atmosfer.

9. pipa pneumatik

Tekanan 10.000 - 30.000 N/m2 beroperasi pada pipa kontainer pneumatik. Kecepatan kereta di dalamnya mencapai 45 km/jam. Jenis transportasi ini digunakan untuk mengangkut curah dan material lainnya.

Wadah untuk mengangkut sampah rumah tangga.

KAMU BISA MELAKUKAN INI

1. Selesaikan kalimat: “Saat kapal selam menyelam, tekanan udara di dalamnya…..”. Mengapa?

2. Makanan untuk astronot disiapkan dalam bentuk semi cair dan ditempatkan dalam tabung dengan dinding elastis. Dengan menekan ringan pada tabung tersebut, astronot mengeluarkan isinya. Hukum apa yang diwujudkan dalam hal ini?

3. Apa yang harus dilakukan agar air mengalir melalui tabung dari bejana?

4. Dalam industri perminyakan, udara bertekanan digunakan untuk mengangkat minyak ke permukaan bumi, yang dipompa oleh kompresor ke ruang di atas permukaan lapisan pembawa minyak. Hukum apa yang diwujudkan dalam hal ini? Bagaimana?

5. Mengapa kantong kertas kosong yang diisi udara akan pecah dengan keras jika terbentur tangan atau benda keras?

6. Mengapa ikan laut dalam memiliki kantung renang yang menonjol keluar dari mulutnya saat ditarik ke permukaan?

RAK BUKU

TAHUKAH ANDA TENTANG INI?

Apa itu penyakit dekompresi?

Ini terwujud jika Anda naik dengan sangat cepat dari kedalaman air. Tekanan air menurun tajam dan udara yang terlarut dalam darah mengembang. Gelembung yang dihasilkan menyumbat pembuluh darah, mengganggu aliran darah, dan orang tersebut bisa meninggal. Oleh karena itu, penyelam scuba dan penyelam naik secara perlahan agar darah mempunyai waktu untuk membawa gelembung udara yang dihasilkan ke paru-paru.

Bagaimana kita minum?

Kami menaruh segelas atau sendok cairan ke mulut kami dan “menarik” isinya. Bagaimana? Sebenarnya, mengapa cairan masuk ke mulut kita? Alasannya begini: saat minum, kita melebarkan dada dan dengan demikian mengencerkan udara di mulut; di bawah tekanan udara luar, cairan mengalir ke ruang yang tekanannya lebih kecil, dan dengan demikian menembus ke dalam mulut kita. Di sini hal yang sama terjadi pada cairan dalam bejana yang berkomunikasi jika kita mulai menipiskan udara di atas salah satu bejana ini: di bawah tekanan atmosfer, cairan dalam bejana ini akan naik. Sebaliknya, jika Anda memegang leher botol dengan bibir Anda, Anda tidak akan “menarik” air ke dalam mulut Anda dengan susah payah, karena tekanan udara di mulut Anda dan di atas air adalah sama. Jadi, kita minum tidak hanya dengan mulut, tapi juga dengan paru-paru; lagi pula, perluasan paru-paru adalah penyebab cairan mengalir deras ke mulut kita.

Gelembung

“Tiuplah gelembung sabun,” tulis ilmuwan besar Inggris Kelvin, “dan lihatlah: Anda dapat mempelajarinya sepanjang hidup Anda, tanpa berhenti mempelajari pelajaran fisika darinya.”

Gelembung sabun di sekitar bunga

Tuang larutan sabun secukupnya ke dalam piring atau nampan sehingga bagian bawah piring tertutup lapisan 2 - 3 mm; Bunga atau vas diletakkan di tengahnya dan ditutup dengan corong kaca. Kemudian, perlahan-lahan menaikkan corong, mereka meniup ke dalam tabung sempitnya - gelembung sabun terbentuk; ketika gelembung ini mencapai ukuran yang cukup, miringkan corong, lepaskan gelembung dari bawahnya. Kemudian bunga itu akan diletakkan di bawah tutup setengah lingkaran transparan yang terbuat dari film sabun, berkilauan dengan segala warna pelangi.

Beberapa gelembung di dalam satu sama lain

Gelembung sabun besar dihembuskan dari corong yang digunakan untuk percobaan yang dijelaskan. Kemudian celupkan seluruh sedotan ke dalam larutan sabun sehingga hanya ujungnya yang harus dimasukkan ke dalam mulut yang tetap kering, dan dorong dengan hati-hati melalui dinding gelembung pertama ke tengah; kemudian perlahan-lahan menarik kembali sedotan tersebut, namun tanpa membawanya ke tepi, mereka meniup gelembung kedua yang terdapat pada sedotan pertama, di dalamnya - gelembung ketiga, keempat, dst. Menarik untuk mengamati gelembung tersebut ketika keluar dari a ruangan hangat ke ruangan dingin: ternyata volumenya mengecil dan, sebaliknya, membengkak saat berpindah dari ruangan dingin ke ruangan hangat. Alasannya tentu saja terletak pada kompresi dan pemuaian udara yang terkandung di dalam gelembung. Jika, misalnya, dalam cuaca dingin pada suhu -15° C, volume gelembung adalah 1000 meter kubik. cm dan datang dari hawa dingin ke dalam ruangan yang suhunya +15° C, maka volumenya akan bertambah sekitar 1000 * 30 * 1/273 = sekitar 110 meter kubik. cm.

Gagasan umum tentang kerapuhan gelembung sabun tidak sepenuhnya benar: dengan penanganan yang tepat, gelembung sabun dapat diawetkan selama beberapa dekade. Fisikawan Inggris Dewar (terkenal karena karyanya tentang pencairan udara) menyimpan gelembung sabun dalam botol khusus, terlindung dengan baik dari debu, kekeringan, dan guncangan udara; dalam kondisi seperti itu dia berhasil mempertahankan beberapa gelembung selama satu bulan atau lebih. Lawrence di Amerika berhasil mengawetkan gelembung sabun di bawah penutup kaca selama bertahun-tahun.