একটি অনুভূমিক নীচে এবং উল্লম্ব দেয়াল সহ একটি নলাকার পাত্র নিন, একটি উচ্চতা পর্যন্ত তরল দিয়ে ভরা (চিত্র 248)।
ভাত। 248. উল্লম্ব দেয়াল সহ একটি পাত্রে, নীচের চাপ বল ঢেলে দেওয়া পুরো তরলের ওজনের সমান
ভাত। 249. সমস্ত চিত্রিত জাহাজে, নীচের চাপের বল একই। প্রথম দুটি পাত্রে, এটি ঢালা তরলের ওজনের চেয়ে বেশি, অন্য দুটিতে এটি কম।
জাহাজের নীচের প্রতিটি পয়েন্টে হাইড্রোস্ট্যাটিক চাপ একই হবে:
যদি পাত্রের নীচে একটি এলাকা থাকে, তাহলে জাহাজের নীচে তরলের চাপ বল, অর্থাৎ, পাত্রে ঢালা তরলের ওজনের সমান।
আসুন আমরা এখন সেই জাহাজগুলি বিবেচনা করি যেগুলি আকারে ভিন্ন, কিন্তু একই নীচের অংশের সাথে (চিত্র 249)। যদি তাদের প্রতিটিতে তরল একই উচ্চতায় ঢেলে দেওয়া হয়, তাহলে চাপ নীচের দিকে থাকে। সব জাহাজে একই। অতএব, নীচে চাপ বল, সমান
সব জাহাজে একই। এটি পাত্রের নীচের অংশের সমান বেস সহ তরল কলামের ওজনের সমান এবং ঢেলে দেওয়া তরলটির উচ্চতার সমান। ডুমুর উপর. 249 এই স্তম্ভটি ড্যাশড লাইন সহ প্রতিটি জাহাজের কাছে দেখানো হয়েছে। দয়া করে মনে রাখবেন যে নীচের চাপের শক্তি জাহাজের আকারের উপর নির্ভর করে না এবং ঢেলে দেওয়া তরলের ওজনের চেয়ে বেশি বা কম হতে পারে।
ভাত। 250. জাহাজের একটি সেট সহ প্যাসকেলের যন্ত্র। সমস্ত জাহাজের জন্য ক্রস বিভাগগুলি একই
ভাত। 251. প্যাসকেলের ব্যারেল পরীক্ষা
প্যাসকেল (চিত্র 250) দ্বারা প্রস্তাবিত ডিভাইসটি ব্যবহার করে এই উপসংহারটি পরীক্ষামূলকভাবে যাচাই করা যেতে পারে। জাহাজ স্ট্যান্ড উপর স্থির করা যেতে পারে বিভিন্ন আকারকোন নীচে আছে. নীচের পরিবর্তে, ভারসাম্য বিম থেকে স্থগিত একটি প্লেট নীচে থেকে জাহাজের বিরুদ্ধে শক্তভাবে চাপা হয়। পাত্রে তরলের উপস্থিতিতে, একটি চাপ বল প্লেটের উপর কাজ করে, যা প্লেটটি ছিঁড়ে ফেলে যখন চাপ বল অন্য স্কেলের প্যানে দাঁড়িয়ে থাকা ওজনের ওজনের চেয়ে বেশি হতে শুরু করে।
উল্লম্ব দেয়াল (নলাকার পাত্র) সহ একটি পাত্রে, যখন ঢেলে দেওয়া তরলটির ওজন ওজনের ওজনে পৌঁছায় তখন নীচের অংশটি খোলে। একটি ভিন্ন আকৃতির পাত্রে, তরল কলামের একই উচ্চতায় নীচের অংশটি খোলে, যদিও ঢেলে দেওয়া জলের ওজন ওজনের ওজনের চেয়ে বেশি (উপরের দিকে প্রসারিত জাহাজ) এবং কম (টেপারিং পাত্র) উভয়ই হতে পারে।
এই অভিজ্ঞতাটি ধারণার দিকে নিয়ে যায় যে জাহাজের সঠিক আকৃতির সাথে, অল্প পরিমাণ জলের সাহায্যে, নীচের দিকে চাপের বিশাল শক্তি পাওয়া যেতে পারে। প্যাসকেল একটি দীর্ঘ পাতলা উল্লম্ব টিউবকে জলে ভরা শক্তভাবে আটকানো ব্যারেলের সাথে সংযুক্ত করেছিল (চিত্র 251)। যখন নলটি জলে পূর্ণ হয়, তখন নীচের হাইড্রোস্ট্যাটিক চাপের বল জলের কলামের ওজনের সমান হয়, যার ভিত্তি ক্ষেত্রফল ব্যারেলের নীচের ক্ষেত্রফলের সমান হয় এবং উচ্চতা টিউবের উচ্চতার সমান। তদনুসারে, দেয়াল এবং ব্যারেলের উপরের নীচে চাপ শক্তিও বৃদ্ধি পায়। যখন প্যাসকেল টিউবটি কয়েক মিটার উচ্চতায় ভরেছিল, যার জন্য এটি মাত্র কয়েক কাপ জল নেয়, ফলস্বরূপ চাপ শক্তি ব্যারেলটি ফেটে যায়।
কীভাবে ব্যাখ্যা করা যায় যে জাহাজের নীচে চাপের শক্তি, জাহাজের আকারের উপর নির্ভর করে, পাত্রের মধ্যে থাকা তরলের ওজনের চেয়ে কম বা বেশি হতে পারে? সর্বোপরি, তরলের উপর জাহাজের পাশ থেকে যে বল কাজ করে তা অবশ্যই তরলের ওজনের ভারসাম্য বজায় রাখতে হবে। আসল বিষয়টি হ'ল কেবল নীচে নয়, পাত্রের দেয়ালগুলিও পাত্রের তরলের উপর কাজ করে। একটি ঊর্ধ্বমুখী প্রসারিত পাত্রে, তরলের উপর দেয়ালগুলি যে শক্তিগুলি দিয়ে কাজ করে সেগুলির উপাদানগুলি উপরের দিকে নির্দেশিত থাকে: এইভাবে, তরলের ওজনের একটি অংশ দেওয়ালের চাপ বল দ্বারা ভারসাম্যপূর্ণ হয় এবং শুধুমাত্র একটি অংশকে চাপ বল দ্বারা ভারসাম্যপূর্ণ করতে হবে। নিচ থেকে. বিপরীতভাবে, উপরের দিকে টেপারিং একটি পাত্রে, নীচে তরল উপরে কাজ করে, এবং দেয়াল - নীচের দিকে; অতএব, নীচের চাপের বল তরলের ওজনের চেয়ে বেশি। পাত্রের নীচ থেকে তরল এবং তার দেয়ালের উপর যে শক্তিগুলি কাজ করে তার যোগফল সর্বদা তরলের ওজনের সমান। ভাত। 252 স্পষ্টভাবে বিভিন্ন আকারের পাত্রে তরলের উপর দেয়ালের পাশ থেকে কাজ করে এমন শক্তির বন্টন দেখায়।
ভাত। 252. বিভিন্ন আকারের পাত্রে দেয়ালের পাশ থেকে তরল পদার্থের উপর কাজ করে
ভাত। 253. ফানেলে জল ঢালা হলে, সিলিন্ডার উঠে যায়।
উপরের দিকে ছোট হওয়া একটি পাত্রে, তরলটির পাশ থেকে দেয়ালের উপর একটি বল কাজ করে। যদি এই জাতীয় পাত্রের দেয়ালগুলিকে চলমান করা হয়, তবে তরল তাদের উত্তোলন করবে। এই ধরনের একটি পরীক্ষা নিম্নলিখিত ডিভাইসে করা যেতে পারে: পিস্টন স্থিরভাবে স্থির করা হয়, এবং এটিতে একটি সিলিন্ডার স্থাপন করা হয়, একটি উল্লম্ব নল (চিত্র 253) এ পরিণত হয়। যখন পিস্টনের উপরের স্থানটি জলে পূর্ণ হয়, তখন সিলিন্ডারের অংশ এবং দেয়ালের চাপ শক্তি সিলিন্ডারটিকে উপরে তোলে।
এই পাঠের সময়, গাণিতিক রূপান্তর এবং যৌক্তিক উপসংহার ব্যবহার করে, একটি জাহাজের নীচে এবং দেয়ালে একটি তরলের চাপ গণনা করার জন্য একটি সূত্র পাওয়া যাবে।
বিষয়: কঠিন, তরল এবং গ্যাসের চাপ
পাঠ: একটি জাহাজের নীচে এবং দেয়ালে একটি তরলের চাপ গণনা করা
জাহাজের নীচে এবং দেয়ালের চাপ গণনা করার জন্য সূত্রের উদ্ভবকে সহজ করার জন্য, আকারে একটি পাত্র ব্যবহার করা সবচেয়ে সুবিধাজনক। ঘনক্ষেত্র(ডুমুর। 1).
ভাত। 1. তরল চাপ গণনা জন্য জাহাজ
এই জাহাজের নীচের অংশটি হল এস, তার উচ্চ - জ. ধরে নিন যে পাত্রটি তার পূর্ণ উচ্চতায় তরল দিয়ে পূর্ণ জ. নীচের চাপ নির্ধারণ করতে, আপনাকে নীচের ক্ষেত্রফল দ্বারা নীচের অংশে কাজ করা বলকে ভাগ করতে হবে। আমাদের ক্ষেত্রে, বল হল তরলের ওজন পৃজাহাজে অবস্থিত
যেহেতু পাত্রের তরলটি স্থির, তাই এর ওজন মাধ্যাকর্ষণ শক্তির সমান, যা তরলের ভর জানা থাকলে গণনা করা যেতে পারে। মি
প্রত্যাহার যে প্রতীক gচিহ্নিত ত্বরণ মুক্ত পতন.
একটি তরলের ভর খুঁজে পেতে, আপনাকে এর ঘনত্ব জানতে হবে। ρ এবং ভলিউম ভি
আমরা পাত্রের উচ্চতা দ্বারা নীচের অংশকে গুণ করে পাত্রে তরলের আয়তন পাই
এই মান প্রাথমিকভাবে পরিচিত হয়. যদি আমরা উপরের সূত্রগুলিতে তাদের প্রতিস্থাপন করি, তাহলে চাপ গণনা করতে আমরা নিম্নলিখিত অভিব্যক্তিটি পাই:
এই অভিব্যক্তিতে, লব এবং হর একই মান ধারণ করে এসজাহাজের নীচের অংশ। আপনি যদি এটি হ্রাস করেন তবে আপনি জাহাজের নীচে তরলের চাপ গণনা করার জন্য পছন্দসই সূত্র পাবেন:
সুতরাং, চাপ খুঁজে বের করার জন্য, মুক্ত পতনের ত্বরণের মান এবং তরল কলামের উচ্চতা দ্বারা তরলের ঘনত্বকে গুণ করা প্রয়োজন।
উপরের সূত্রটিকে হাইড্রোস্ট্যাটিক চাপ সূত্র বলা হয়। এটি আপনাকে চাপ খুঁজে পেতে অনুমতি দেয় নিচেজাহাজ কিভাবে চাপ গণনা পার্শ্বীয়দেয়ালজাহাজ? এই প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার জন্য, মনে রাখবেন যে শেষ পাঠে আমরা প্রতিষ্ঠিত করেছি যে একই স্তরে চাপ সব দিকেই সমান। এর মানে হল প্রদত্ত গভীরতায় তরলের যেকোনো বিন্দুতে চাপ জপাওয়া যাবে একই সূত্র দ্বারা।
আসুন কয়েকটি উদাহরণ দেখি।
দুটি পাত্র নেওয়া যাক। তাদের একটিতে জল রয়েছে এবং অন্যটিতে রয়েছে সূর্যমুখী তেল। উভয় পাত্রে তরলের মাত্রা একই। এই তরলগুলির চাপ কি জাহাজের নীচে একই হবে? অবশ্যই না. হাইড্রোস্ট্যাটিক চাপ গণনার সূত্রে তরলের ঘনত্ব অন্তর্ভুক্ত। যেহেতু ঘনত্ব সূর্যমুখীর তেলপানির ঘনত্বের চেয়ে কম, এবং তরল কলামের উচ্চতা একই, তাহলে তেল পানির চেয়ে নীচের অংশে কম চাপ দেবে (চিত্র 2)।
ভাত। 2. একই কলামের উচ্চতায় বিভিন্ন ঘনত্বের তরল নিচের দিকে বিভিন্ন চাপ প্রয়োগ করে
আরও একটি উদাহরণ। বিভিন্ন আকারের তিনটি পাত্র রয়েছে। একই তরল তাদের মধ্যে একই স্তর পর্যন্ত ঢেলে দেওয়া হয়। জাহাজের নীচের চাপ কি একই হবে? সব পরে, ভর, এবং তাই জাহাজ মধ্যে তরল ওজন ভিন্ন। হ্যাঁ, চাপ একই হবে (চিত্র 3)। প্রকৃতপক্ষে, হাইড্রোস্ট্যাটিক চাপের সূত্রে জাহাজের আকৃতি, এর নীচের ক্ষেত্রফল এবং এতে ঢেলে দেওয়া তরলের ওজনের কোনও উল্লেখ নেই। চাপ শুধুমাত্র তরল ঘনত্ব এবং এর কলামের উচ্চতা দ্বারা নির্ধারিত হয়।
ভাত। 3. তরল চাপ জাহাজের আকৃতির উপর নির্ভর করে না
আমরা একটি জাহাজের নীচে এবং দেয়ালে একটি তরলের চাপ খুঁজে বের করার জন্য একটি সূত্র পেয়েছি। এই সূত্রটি একটি প্রদত্ত গভীরতায় একটি তরল আয়তনে চাপ গণনা করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি একটি স্কুবা ডাইভারের ডাইভিং গভীরতা নির্ধারণ করতে, বাথিস্ক্যাফ, সাবমেরিনের নকশা গণনা করার সময় এবং অন্যান্য অনেক বৈজ্ঞানিক ও প্রকৌশল সমস্যা সমাধানের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।
গ্রন্থপঞ্জি
- পেরিশকিন এ.ভি. পদার্থবিদ্যা। 7 কোষ - 14 তম সংস্করণ।, স্টেরিওটাইপ। - এম.: বাস্টার্ড, 2010।
- পেরিশকিন এ.ভি. পদার্থবিদ্যায় সমস্যার সংগ্রহ, ৭-৯ কোষ: ৫ম সংস্করণ, স্টেরিওটাইপ। - M: Exam Publishing House, 2010.
- লুকাশিক V. I., Ivanova E. V. 7-9 গ্রেডের জন্য পদার্থবিজ্ঞানের সমস্যার সংগ্রহ শিক্ষা প্রতিষ্ঠান. - 17 তম সংস্করণ। - এম.: এনলাইটেনমেন্ট, 2004।
- ডিজিটালের একক সংগ্রহ শিক্ষাগত সম্পদ ().
বাড়ির কাজ
- লুকাশিক V. I., Ivanova E. V. গ্রেড 7-9 নং 504-513-এর জন্য পদার্থবিদ্যার সমস্যার সংগ্রহ।
প্লাম্বিং, দেখে মনে হবে, প্রযুক্তি, মেকানিজমের জঙ্গলে অনুসন্ধান করার জন্য, নির্মাণের জন্য বিচক্ষণ গণনা করার জন্য খুব বেশি কারণ দেয় না সবচেয়ে জটিল স্কিম. কিন্তু যেমন একটি দৃষ্টি নদীর গভীরতানির্ণয় একটি সুপারফিসিয়াল চেহারা। প্রকৃত নদীর গভীরতানির্ণয় শিল্প প্রক্রিয়াগুলির জটিলতার পরিপ্রেক্ষিতে কোনওভাবেই নিকৃষ্ট নয় এবং অন্যান্য অনেক শিল্পের মতো, একটি পেশাদার পদ্ধতির প্রয়োজন। পরিবর্তে, পেশাদারি জ্ঞানের একটি শক্ত ভাণ্ডার যার উপর ভিত্তি করে প্লাম্বিং করা হয়। আসুন প্লাম্বারের পেশাদার মর্যাদার এক ধাপ কাছাকাছি যাওয়ার জন্য প্লাম্বিং প্রশিক্ষণের স্রোতে (যদিও খুব গভীরভাবে না) ডুবে যাই।
আধুনিক হাইড্রলিক্সের মৌলিক ভিত্তি তৈরি হয়েছিল যখন ব্লেইস প্যাসকেল আবিষ্কার করতে সক্ষম হন যে তরল চাপের ক্রিয়া যে কোনও দিকে অপরিবর্তনীয়। তরল চাপের ক্রিয়াটি পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের সমকোণে নির্দেশিত হয়।
যদি একটি পরিমাপক যন্ত্র (ম্যানোমিটার) একটি নির্দিষ্ট গভীরতায় তরলের একটি স্তরের নীচে স্থাপন করা হয় এবং এর সংবেদনশীল উপাদানটি বিভিন্ন দিকে পরিচালিত হয়, তবে ম্যানোমিটারের যেকোনো অবস্থানে চাপের রিডিং অপরিবর্তিত থাকবে।
অর্থাৎ, তরলের চাপ দিক পরিবর্তনের উপর নির্ভর করে না। তবে প্রতিটি স্তরে তরল চাপ গভীরতার পরামিতির উপর নির্ভর করে। যদি চাপ পরিমাপক তরল পৃষ্ঠের কাছাকাছি সরানো হয়, রিডিং হ্রাস হবে।
তদনুসারে, নিমজ্জিত হলে, পরিমাপ করা রিডিং বৃদ্ধি পাবে। অধিকন্তু, গভীরতা দ্বিগুণ করার শর্তে, চাপের পরামিতিও দ্বিগুণ হবে।
প্যাসকেলের আইনটি আধুনিক জীবনের জন্য সবচেয়ে পরিচিত পরিস্থিতিতে জলের চাপের প্রভাবকে স্পষ্টভাবে প্রদর্শন করে।
অতএব, যখনই তরলের বেগ দেওয়া হয়, তখনই এর প্রাথমিক স্থির চাপের একটি অংশ এই বেগকে সংগঠিত করতে ব্যবহৃত হয়, যা পরে চাপের বেগ হিসাবে বিদ্যমান থাকে।
আয়তন এবং প্রবাহ হার
নির্দিষ্ট সময়ে একটি নির্দিষ্ট বিন্দুর মধ্য দিয়ে যাওয়া তরলের আয়তনকে ভলিউম প্রবাহ বা প্রবাহ হার হিসাবে বিবেচনা করা হয়। প্রবাহের পরিমাণ সাধারণত লিটার প্রতি মিনিটে (এল/মিনিট) প্রকাশ করা হয় এবং তরলের আপেক্ষিক চাপের সাথে সম্পর্কিত। উদাহরণস্বরূপ, 2.7 atm এ প্রতি মিনিটে 10 লিটার।
প্রবাহের হার (তরল বেগ) গড় গতি হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় যেখানে তরল অতীতে চলে যায় প্রদত্ত বিন্দু. সাধারণত মিটার প্রতি সেকেন্ডে (মি/সেকেন্ড) বা মিটার প্রতি মিনিটে (মি/মিনিট) প্রকাশ করা হয়। জলবাহী লাইনের আকার নির্ধারণে প্রবাহ হার একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়।
ভলিউম এবং তরল প্রবাহ হার ঐতিহ্যগতভাবে "সম্পর্কিত" সূচক হিসাবে বিবেচিত হয়। একই পরিমাণ ট্রান্সমিশনের সাথে, গতিপথের ক্রস বিভাগের উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হতে পারে ভলিউম এবং প্রবাহ হার প্রায়ই একযোগে বিবেচনা করা হয়. অন্যান্য জিনিস সমান হওয়ায় (ইনজেকশন ভলিউম অপরিবর্তিত আছে), পাইপের সেকশন বা সাইজ কমার সাথে সাথে প্রবাহের হার বৃদ্ধি পায় এবং সেকশন বাড়লে প্রবাহের হার কমে যায়।
এইভাবে, পাইপলাইনগুলির প্রশস্ত অংশগুলিতে প্রবাহের হারে মন্থরতা লক্ষ করা যায় এবং সংকীর্ণ জায়গায়, বিপরীতে, গতি বৃদ্ধি পায়। এই প্রতিটি মাধ্যমে ক্ষণস্থায়ী জল ভলিউম নিয়ন্ত্রণ পয়েন্ট, অপরিবর্তিত রয়ে গেছে.
বার্নোলি নীতি
বহুল পরিচিত বার্নোলি নীতিটি এই যুক্তির উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে যে তরল তরলের চাপে উত্থান (পতন) সর্বদা গতি হ্রাস (বৃদ্ধি) দ্বারা অনুষঙ্গী হয়। বিপরীতভাবে, তরল বেগের বৃদ্ধি (হ্রাস) চাপে হ্রাস (বৃদ্ধি) ঘটায়।
এই নীতিটি বেশ কয়েকটি পরিচিত প্লাম্বিং ঘটনার ভিত্তি। একটি তুচ্ছ উদাহরণ হিসাবে, বার্নউলির নীতি হল "দোষী" যার ফলে ঝরনার পর্দা "টেনে আনা" যখন ব্যবহারকারী জল চালু করে।
বাইরে এবং ভিতরে চাপের পার্থক্য ঝরনা পর্দায় একটি বল সৃষ্টি করে। এই বল দিয়ে, পর্দা ভিতরের দিকে টানা হয়।
অন্যান্য ভালো উদাহরণএকটি এলাকা তৈরি করা হলে সুগন্ধির একটি স্প্রে বোতল নিম্ন চাপউচ্চ বায়ু গতির কারণে। বায়ু তার সাথে তরল বহন করে।
একটি বিমান উইং জন্য Bernoulli এর নীতি: 1 - নিম্ন চাপ; 2 - উচ্চ চাপ; 3 - দ্রুত প্রবাহ; 4 - ধীর প্রবাহ; 5 - ডানা বার্নোলির নীতিটিও দেখায় কেন একটি বাড়ির জানালাগুলি হারিকেনে স্বতঃস্ফূর্তভাবে ভেঙে যায়। এই ধরনের ক্ষেত্রে, অত্যন্ত উচ্চ গতিজানালার বাইরের বাতাস এই সত্যের দিকে পরিচালিত করে যে বাইরের চাপ ভিতরের চাপের চেয়ে অনেক কম হয়ে যায়, যেখানে বায়ু কার্যত চলাচল ছাড়াই থাকে।
শক্তির উল্লেখযোগ্য পার্থক্য কেবল জানালাগুলিকে বাইরের দিকে ঠেলে দেয়, যার ফলে কাচ ভেঙে যায়। তাই যখন একটি বড় হারিকেন কাছে আসে, তখন বিল্ডিংয়ের ভিতরে এবং বাইরের চাপ সমান করতে যতটা সম্ভব প্রশস্ত জানালা খোলা উচিত।
এবং আরও কয়েকটি উদাহরণ যখন বার্নোলি নীতিটি কাজ করে: ডানাগুলির কারণে পরবর্তী ফ্লাইটের সাথে একটি বিমানের উত্থান এবং বেসবলে "বাঁকা বলের" চলাচল।
উভয় ক্ষেত্রেই, উপর থেকে এবং নীচের দিক থেকে বস্তুকে অতিক্রম করে বাতাসের গতির একটি পার্থক্য তৈরি হয়। বিমানের ডানাগুলির জন্য, গতির পার্থক্যটি ফ্ল্যাপের নড়াচড়ার দ্বারা, বেসবলে, একটি তরঙ্গায়িত প্রান্তের উপস্থিতি দ্বারা তৈরি হয়।
বাড়ির নদীর গভীরতানির্ণয় অনুশীলন
স্কিস উপর মানুষ, এবং তাদের ছাড়া.
আলগা তুষারে, একজন ব্যক্তি খুব কষ্টে হাঁটেন, প্রতিটি পদক্ষেপে গভীরভাবে ডুবে যায়। তবে, স্কিস পরে, তিনি প্রায় এতে না পড়ে হাঁটতে পারেন। কেন? স্কিতে বা স্কিস ছাড়াই, একজন ব্যক্তি তার নিজের ওজনের সমান বল দিয়ে তুষার উপর কাজ করে। যাইহোক, উভয় ক্ষেত্রেই এই শক্তির প্রভাব ভিন্ন, কারণ ব্যক্তি যে পৃষ্ঠের উপর চাপ দেয় তা স্কি সহ এবং ছাড়াই আলাদা। স্কির পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল সোলের ক্ষেত্রফলের প্রায় 20 গুণ বেশি। অতএব, স্কিসের উপর দাঁড়িয়ে একজন ব্যক্তি তুষার পৃষ্ঠের প্রতিটি বর্গ সেন্টিমিটারে স্কিস ছাড়া বরফের উপর দাঁড়িয়ে থাকার চেয়ে 20 গুণ কম বল সহ কাজ করে।
শিক্ষার্থী, বোতাম দিয়ে বোর্ডে একটি সংবাদপত্র পিন করে, প্রতিটি বোতামে একই শক্তি দিয়ে কাজ করে। যাইহোক, একটি তীক্ষ্ণ প্রান্ত সহ একটি বোতাম গাছে প্রবেশ করা সহজ।
এর মানে হল যে একটি শক্তির ক্রিয়াকলাপের ফলাফল শুধুমাত্র তার মডুলাস, দিক এবং প্রয়োগের বিন্দুর উপর নির্ভর করে না, বরং এটি প্রয়োগ করা হয় এমন পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের উপরও নির্ভর করে (যাতে এটি কাজ করে)।
এই উপসংহার শারীরিক পরীক্ষা দ্বারা নিশ্চিত করা হয়.
অভিজ্ঞতা। এই বলের ফলাফল নির্ভর করে পৃষ্ঠের প্রতি একক ক্ষেত্রফলের উপর কোন শক্তি কাজ করে।
কোণে ছোট বোর্ডনখ হাতুড়ি করা আবশ্যক. প্রথমত, আমরা তাদের পয়েন্ট আপ সঙ্গে বালি উপর বোর্ড মধ্যে চালিত পেরেক সেট এবং বোর্ডে একটি ওজন করা। এই ক্ষেত্রে, পেরেক মাথা শুধুমাত্র সামান্য বালি চাপা হয়। তারপরে বোর্ডটি ঘুরিয়ে দিন এবং নখের ডগায় রাখুন। এই ক্ষেত্রে, সমর্থনের ক্ষেত্রটি ছোট, এবং একই শক্তির ক্রিয়াকলাপে, পেরেকগুলি বালির গভীরে যায়।
অভিজ্ঞতা. দ্বিতীয় দৃষ্টান্ত।
এই বলের ক্রিয়াকলাপের ফলাফল নির্ভর করে পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের প্রতিটি ইউনিটে কী বল কাজ করে তার উপর।
বিবেচিত উদাহরণগুলিতে, শক্তিগুলি শরীরের পৃষ্ঠের উপর লম্বভাবে কাজ করে। ব্যক্তির ওজন তুষার পৃষ্ঠের লম্ব ছিল; বোতামের উপর যে বল কাজ করে তা বোর্ডের পৃষ্ঠের উপর লম্ব।
মূল্য অনুপাতের সমানএই পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের উপর উলম্বভাবে কাজ করে এমন বলকে চাপ বলে.
চাপ নির্ধারণের জন্য, পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল দ্বারা পৃষ্ঠের উপর লম্বভাবে কাজ করা বলকে ভাগ করা প্রয়োজন:
চাপ = বল/ক্ষেত্র.
আসুন এই রাশিতে অন্তর্ভুক্ত পরিমাণগুলি বোঝাই: চাপ - পি, পৃষ্ঠের উপর কাজ করে এমন শক্তি, - চএবং পৃষ্ঠ এলাকা এস.
তারপর আমরা সূত্র পেতে:
p = F/S
এটা স্পষ্ট যে একই এলাকায় কাজ করা একটি বৃহত্তর শক্তি আরও চাপ তৈরি করবে।
চাপের এককটিকে চাপ হিসাবে নেওয়া হয় যা এই পৃষ্ঠের 1 মিটার 2 লম্ব পৃষ্ঠের উপর 1 N একটি বল তৈরি করে.
চাপের একক- নিউটন প্রতি বর্গ মিটার (1 N/m 2)। ফরাসি বিজ্ঞানীর সম্মানে ব্লেইজ প্যাস্কেল এটাকে প্যাসকেল বলা হয় পা) এইভাবে,
1 Pa = 1 N/m 2.
অন্যান্য চাপ ইউনিট ব্যবহার করা হয়: হেক্টোপাস্কাল (এইচপিএ) এবং কিলোপাস্কাল (kPa).
1 kPa = 1000 Pa;
1 hPa = 100 Pa;
1 Pa = 0.001 kPa;
1 Pa = 0.01 hPa।
আসুন সমস্যাটির অবস্থা লিখে সমাধান করি।
দেওয়া : m = 45 kg, S = 300 cm 2; পি =?
SI ইউনিটে: S = 0.03 m 2
সিদ্ধান্ত:
পি = চ/এস,
চ = পৃ,
পৃ = g মি,
পৃ= 9.8 N 45 kg ≈ 450 N,
পি\u003d 450 / 0.03 N / m 2 \u003d 15000 Pa \u003d 15 kPa
"উত্তর": p = 15000 Pa = 15 kPa
চাপ কমানো এবং বাড়ানোর উপায়।
একটি ভারী শুঁয়োপোকা ট্র্যাক্টর মাটিতে 40-50 kPa এর সমান চাপ তৈরি করে, অর্থাৎ 45 কেজি ওজনের একটি ছেলের চাপের চেয়ে মাত্র 2-3 গুণ বেশি। কারণ শুঁয়োপোকা ড্রাইভের কারণে ট্র্যাক্টরের ওজন একটি বৃহত্তর অঞ্চলে বিতরণ করা হয়। এবং আমরা এটি প্রতিষ্ঠা করেছি সমর্থনের ক্ষেত্রটি যত বড় হবে, এই সমর্থনের উপর একই শক্তি দ্বারা কম চাপ তৈরি হবে .
আপনার একটি ছোট বা বড় চাপ পেতে হবে তার উপর নির্ভর করে, সমর্থনের ক্ষেত্রটি বাড়ে বা হ্রাস পায়। উদাহরণস্বরূপ, একটি বিল্ডিং নির্মাণের চাপ সহ্য করার জন্য মাটির জন্য, ফাউন্ডেশনের নীচের অংশের ক্ষেত্রফল বাড়ানো হয়।
টায়ার ট্রাকএবং বিমানের ল্যান্ডিং গিয়ার যাত্রীবাহী গাড়ির তুলনায় অনেক চওড়া করা হয়। মরুভূমিতে ভ্রমণ করার জন্য ডিজাইন করা গাড়ির জন্য বিশেষ করে প্রশস্ত টায়ার তৈরি করা হয়।
ট্র্যাক্টর, ট্যাঙ্ক বা জলাভূমির মতো ভারী যন্ত্রগুলি, ট্র্যাকের একটি বড় ভারবহন ক্ষেত্র রয়েছে, জলাভূমির মধ্য দিয়ে যায় যা একজন ব্যক্তি যেতে পারে না।
অন্যদিকে, যখন ছোট এলাকাপৃষ্ঠ একটি ছোট বল সঙ্গে একটি বড় চাপ উত্পাদন করতে পারে. উদাহরণস্বরূপ, একটি বোর্ডে একটি বোতাম টিপলে, আমরা এটিতে প্রায় 50 N শক্তি দিয়ে কাজ করি। যেহেতু বোতামের টিপের ক্ষেত্রফল প্রায় 1 মিমি 2, এটি দ্বারা উত্পাদিত চাপ সমান:
p \u003d 50 N / 0.000001 m 2 \u003d 50,000,000 Pa \u003d 50,000 kPa।
তুলনা করার জন্য, এই চাপ মাটিতে একটি শুঁয়োপোকা ট্র্যাক্টর দ্বারা প্রয়োগ করা চাপের চেয়ে 1000 গুণ বেশি। এরকম আরো অনেক উদাহরণ পাওয়া যাবে।
কাটা এবং ছিদ্র করার সরঞ্জামগুলির ফলক (ছুরি, কাঁচি, কাটার, করাত, সূঁচ ইত্যাদি) বিশেষভাবে তীক্ষ্ণ করা হয়। একটি ধারালো ব্লেডের তীক্ষ্ণ প্রান্তের একটি ছোট ক্ষেত্র রয়েছে, তাই এমনকি একটি ছোট শক্তিও প্রচুর চাপ তৈরি করে এবং এই জাতীয় সরঞ্জামের সাথে কাজ করা সহজ।
কাটিং এবং ছিদ্র করার যন্ত্রগুলি বন্যপ্রাণীতেও পাওয়া যায়: এগুলি হল দাঁত, নখর, ঠোঁট, স্পাইক ইত্যাদি।
চাপ
এটা জানা যায় যে গ্যাসের অণুগুলো এলোমেলোভাবে চলে।
আমরা ইতিমধ্যে জানি যে গ্যাসগুলি, কঠিন এবং তরলগুলির বিপরীতে, তারা যে সমস্ত পাত্রে অবস্থিত তা পূরণ করে। উদাহরণস্বরূপ, গ্যাস সংরক্ষণের জন্য একটি ইস্পাত সিলিন্ডার, একটি চেম্বার গাড়ির টায়ারবা একটি ভলিবল। এই ক্ষেত্রে, গ্যাসটি সিলিন্ডারের দেয়াল, নীচে এবং ঢাকনা, চেম্বার বা অন্য কোনও শরীরে চাপ দেয় যেখানে এটি অবস্থিত। গ্যাসের চাপ চাপ ছাড়া অন্য কারণে হয় কঠিন শরীরএকটি সমর্থন উপর.
এটা জানা যায় যে গ্যাসের অণুগুলো এলোমেলোভাবে চলে। তাদের চলাচলের সময়, তারা একে অপরের সাথে, সেইসাথে গ্যাসটি অবস্থিত জাহাজের দেয়ালের সাথে সংঘর্ষ করে। গ্যাসে অনেক অণু রয়েছে এবং সেইজন্য তাদের প্রভাবের সংখ্যা খুব বেশি। উদাহরণস্বরূপ, 1 সেকেন্ডে 1 সেমি 2 পৃষ্ঠের একটি ঘরে বায়ুর অণুর প্রভাবের সংখ্যাকে তেইশ-সংখ্যার সংখ্যা হিসাবে প্রকাশ করা হয়। যদিও একটি পৃথক অণুর প্রভাব বল ছোট, তবে জাহাজের দেয়ালে সমস্ত অণুর ক্রিয়া তাৎপর্যপূর্ণ - এটি গ্যাসের চাপ তৈরি করে।
তাই, জাহাজের দেয়ালে (এবং গ্যাসে রাখা শরীরে) গ্যাসের চাপ গ্যাসের অণুর প্রভাবের কারণে হয় .
নিম্নলিখিত অভিজ্ঞতা বিবেচনা করুন. এয়ার পাম্প বেলের নিচে একটি রাবারের বল রাখুন। এটি বায়ু একটি ছোট পরিমাণ রয়েছে এবং আছে অনিয়মিত আকৃতি. তারপরে আমরা একটি পাম্প দিয়ে বেলের নীচে থেকে বাতাস বের করি। বলের খোসা, যার চারপাশে বাতাস আরও বেশি বিরল হয়ে যায়, ধীরে ধীরে ফুলে যায় এবং একটি নিয়মিত বলের রূপ নেয়।
এই অভিজ্ঞতা ব্যাখ্যা কিভাবে?
বিশেষ টেকসই ইস্পাত সিলিন্ডারগুলি সংকুচিত গ্যাস সংরক্ষণ এবং পরিবহনের জন্য ব্যবহৃত হয়।
আমাদের পরীক্ষায়, চলন্ত গ্যাসের অণুগুলো ক্রমাগতভাবে বলের দেয়ালে ভিতরে এবং বাইরে আঘাত করে। যখন বায়ু পাম্প করা হয়, তখন বলের শেলের চারপাশে বেলের অণুর সংখ্যা হ্রাস পায়। কিন্তু বলের ভিতরে তাদের সংখ্যা বদলায় না। অতএব, শেলের বাইরের দেয়ালে অণুর প্রভাবের সংখ্যা ভিতরের দেয়ালের প্রভাবের সংখ্যার চেয়ে কম হয়ে যায়। বেলুনটি স্ফীত হয় যতক্ষণ না এর রাবারের শেলের স্থিতিস্থাপকতার শক্তি গ্যাসের চাপ বলের সমান হয়ে যায়। বলের শেল একটি বলের আকার নেয়। এই যে দেখায় গ্যাস তার দেয়ালে সব দিকে সমানভাবে চাপ দেয়. অন্য কথায়, পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের প্রতি বর্গ সেন্টিমিটারে আণবিক প্রভাবের সংখ্যা সব দিকেই সমান। সমস্ত দিকের একই চাপ একটি গ্যাসের বৈশিষ্ট্য এবং এটি বিপুল সংখ্যক অণুর এলোমেলো আন্দোলনের ফলাফল।
আসুন গ্যাসের আয়তন কমানোর চেষ্টা করি, কিন্তু যাতে এর ভর অপরিবর্তিত থাকে। এর মানে হল প্রতিটি ঘন সেন্টিমিটার গ্যাসে আরও অণু থাকবে, গ্যাসের ঘনত্ব বাড়বে। তাহলে দেয়ালে অণুর প্রভাবের সংখ্যা বাড়বে, অর্থাৎ গ্যাসের চাপ বাড়বে। এটি অভিজ্ঞতা দ্বারা নিশ্চিত করা যেতে পারে।
ইমেজ উপর কএকটি কাচের নল দেখানো হয়েছে, যার এক প্রান্ত একটি পাতলা রাবার ফিল্ম দিয়ে আবৃত। একটি পিস্টন টিউব মধ্যে ঢোকানো হয়. যখন পিস্টনটি ভিতরে ঠেলে দেওয়া হয়, তখন নলটিতে বাতাসের পরিমাণ হ্রাস পায়, অর্থাৎ, গ্যাস সংকুচিত হয়। রাবার ফিল্মটি বাইরের দিকে ফুলে যায়, যা নির্দেশ করে যে টিউবে বায়ুর চাপ বেড়েছে।
বিপরীতে, গ্যাসের একই ভরের আয়তন বৃদ্ধির সাথে সাথে প্রতিটি ঘন সেন্টিমিটারে অণুর সংখ্যা হ্রাস পায়। এটি জাহাজের দেয়ালে প্রভাবের সংখ্যা হ্রাস করবে - গ্যাসের চাপ কম হবে। প্রকৃতপক্ষে, যখন পিস্টনটি টিউব থেকে টেনে আনা হয়, তখন বাতাসের পরিমাণ বৃদ্ধি পায়, ফিল্মটি জাহাজের ভিতরে বাঁকে যায়। এটি টিউবে বায়ুচাপ হ্রাস নির্দেশ করে। টিউবটিতে বাতাসের পরিবর্তে অন্য কোন গ্যাস থাকলে একই ঘটনা পরিলক্ষিত হবে।
তাই, যখন একটি গ্যাসের আয়তন হ্রাস পায়, তখন তার চাপ বৃদ্ধি পায় এবং যখন আয়তন বৃদ্ধি পায়, তখন চাপ হ্রাস পায়, শর্ত থাকে যে গ্যাসের ভর এবং তাপমাত্রা অপরিবর্তিত থাকে.
একটি ধ্রুবক আয়তনে উত্তপ্ত হলে গ্যাসের চাপ কীভাবে পরিবর্তিত হবে? এটি জানা যায় যে উত্তপ্ত হলে গ্যাসের অণুগুলির চলাচলের গতি বৃদ্ধি পায়। দ্রুত গতিতে, অণুগুলি জাহাজের দেয়ালে আরও প্রায়ই আঘাত করবে। উপরন্তু, দেয়ালে অণুর প্রতিটি প্রভাব শক্তিশালী হবে। ফলস্বরূপ, জাহাজের দেয়াল আরও চাপ অনুভব করবে।
তাই, একটি বদ্ধ পাত্রে গ্যাসের চাপ যত বেশি গ্যাসের তাপমাত্রা তত বেশি, যদি গ্যাসের ভর এবং আয়তনের পরিবর্তন না হয়।
এসব পরীক্ষা-নিরীক্ষা থেকে এ সিদ্ধান্তে আসা যায় গ্যাসের চাপ বেশি, অণুগুলি জাহাজের দেয়ালে আঘাত করে প্রায়ই এবং শক্তিশালী .
গ্যাসের স্টোরেজ এবং পরিবহনের জন্য, তারা অত্যন্ত সংকুচিত হয়। একই সময়ে, তাদের চাপ বৃদ্ধি পায়, গ্যাসগুলি অবশ্যই বিশেষ, খুব টেকসই সিলিন্ডারে আবদ্ধ করা উচিত। এই ধরনের সিলিন্ডার, উদাহরণস্বরূপ, সাবমেরিনে সংকুচিত বায়ু, ধাতব ঢালাইয়ে ব্যবহৃত অক্সিজেন ধারণ করে। অবশ্যই, আমাদের সর্বদা এটি মনে রাখতে হবে গ্যাস সিলিন্ডারগরম করা যাবে না, বিশেষ করে যখন তারা গ্যাসে ভরা থাকে। কারণ, আমরা ইতিমধ্যে বুঝতে পেরেছি, একটি বিস্ফোরণ ঘটতে পারে খুব অপ্রীতিকর পরিণতি।
প্যাসকেলের আইন।
তরল বা গ্যাসের প্রতিটি বিন্দুতে চাপ সঞ্চারিত হয়।
পিস্টনের চাপ বলটি ভরাট করা তরলটির প্রতিটি বিন্দুতে প্রেরণ করা হয়।
এখন গ্যাস।
কঠিন পদার্থের বিপরীতে, পৃথক স্তর এবং তরল এবং গ্যাসের ছোট কণাগুলি একে অপরের সাপেক্ষে সমস্ত দিকে অবাধে চলাচল করতে পারে। এটি যথেষ্ট, উদাহরণস্বরূপ, একটি গ্লাসে জলের উপরিভাগে হালকাভাবে ফুঁ দিলেই জল সরে যায়। সামান্য বাতাসে নদী বা হ্রদে লহর দেখা দেয়।
গ্যাস এবং তরল কণার গতিশীলতা এটি ব্যাখ্যা করে তাদের উপর উত্পাদিত চাপ শুধুমাত্র শক্তির দিকে নয়, প্রতিটি বিন্দুতে সঞ্চারিত হয়. আসুন আরো বিস্তারিতভাবে এই ঘটনাটি বিবেচনা করা যাক।
ছবিতে, কএকটি গ্যাস (বা তরল) ধারণকারী একটি পাত্র চিত্রিত করা হয়েছে। কণাগুলি জাহাজ জুড়ে সমানভাবে বিতরণ করা হয়। জাহাজটি একটি পিস্টন দ্বারা বন্ধ করা হয় যা উপরে এবং নীচে যেতে পারে।
কিছু বল প্রয়োগ করে, আসুন পিস্টনটিকে একটু ভিতরের দিকে সরান এবং সরাসরি নীচের গ্যাস (তরল) সংকুচিত করি। তাহলে কণাগুলি (অণু) এই জায়গায় আগের চেয়ে বেশি ঘনত্বে অবস্থিত হবে (চিত্র, খ)। গতিশীলতার কারণে গ্যাসের কণাগুলো সব দিকে চলে যাবে। ফলস্বরূপ, তাদের বিন্যাস আবার অভিন্ন হয়ে উঠবে, তবে আগের তুলনায় আরও ঘন (চিত্র c)। তাই সব জায়গায় গ্যাসের চাপ বাড়বে। এর মানে হল অতিরিক্ত চাপ একটি গ্যাস বা তরলের সমস্ত কণাতে স্থানান্তরিত হয়। সুতরাং, যদি পিস্টনের কাছাকাছি গ্যাসের (তরল) উপর চাপ 1 Pa বৃদ্ধি পায়, তবে সমস্ত পয়েন্টে ভিতরেগ্যাস বা তরল চাপ একই পরিমাণে আগের চেয়ে বেশি হবে। জাহাজের দেয়ালে এবং নীচের দিকে এবং পিস্টনের উপর চাপ 1 Pa বৃদ্ধি পাবে।
একটি তরল বা গ্যাসের উপর যে চাপ প্রয়োগ করা হয় তা সব দিক দিয়ে সমানভাবে যেকোনো বিন্দুতে প্রেরণ করা হয় .
এই বিবৃতি বলা হয় প্যাসকেলের আইন.
প্যাসকেলের সূত্রের উপর ভিত্তি করে, নিম্নলিখিত পরীক্ষাগুলি ব্যাখ্যা করা সহজ।
চিত্রটি বিভিন্ন স্থানে ছোট ছিদ্র সহ একটি ফাঁপা গোলক দেখায়। একটি টিউব বলের সাথে সংযুক্ত থাকে, যার মধ্যে একটি পিস্টন ঢোকানো হয়। আপনি যদি বলের মধ্যে জল টেনে নেন এবং পিস্টনটিকে টিউবের মধ্যে ঠেলে দেন, তাহলে বলের সমস্ত গর্ত থেকে জল প্রবাহিত হবে। এই পরীক্ষায়, পিস্টন টিউবের জলের পৃষ্ঠে চাপ দেয়। পিস্টনের নীচে থাকা জলের কণাগুলি, ঘনীভূত করে, এর চাপ গভীরে পড়ে থাকা অন্যান্য স্তরগুলিতে স্থানান্তর করে। এইভাবে, পিস্টনের চাপ বলটি ভরাট করা তরলটির প্রতিটি বিন্দুতে প্রেরণ করা হয়। ফলস্বরূপ, জলের কিছু অংশ সমস্ত গর্ত থেকে প্রবাহিত অভিন্ন স্রোতের আকারে বলের বাইরে ঠেলে দেওয়া হয়।
যদি বলটি ধোঁয়ায় ভরা হয়, তবে পিস্টনটি যখন টিউবের মধ্যে ঠেলে দেওয়া হয়, তখন বলের সমস্ত গর্ত থেকে ধোঁয়ার অভিন্ন স্রোত বেরিয়ে আসতে শুরু করবে। এটি নিশ্চিত করে যে এবং গ্যাসগুলি তাদের উপর উত্পাদিত চাপকে সমস্ত দিকে সমানভাবে প্রেরণ করে.
তরল এবং গ্যাসে চাপ।
তরল ওজন অধীনে, টিউব মধ্যে রাবার তলদেশ স্তব্ধ হবে.
তরল, পৃথিবীর সমস্ত দেহের মতো, মাধ্যাকর্ষণ শক্তি দ্বারা প্রভাবিত হয়। অতএব, একটি পাত্রে ঢেলে দেওয়া তরলের প্রতিটি স্তর তার ওজনের সাথে চাপ সৃষ্টি করে, যা প্যাসকেলের সূত্র অনুসারে, সমস্ত দিকে সঞ্চারিত হয়। অতএব, তরল ভিতরে চাপ আছে. এটি অভিজ্ঞতা দ্বারা যাচাই করা যেতে পারে।
একটি কাচের টিউবে জল ঢালা, যার নীচের গর্তটি একটি পাতলা রাবার ফিল্ম দিয়ে বন্ধ করা হয়। তরল ওজন অধীনে, নল নীচে বাঁক হবে।
অভিজ্ঞতা দেখায় যে রাবার ফিল্মের উপরে জলের কলাম যত বেশি হবে, তত বেশি এটি ঝুলে যাবে। কিন্তু প্রতিবারই রাবারের নিচের অংশটি স্যাগ হওয়ার পরে, টিউবের পানি ভারসাম্যের দিকে আসে (থেমে যায়), কারণ, মাধ্যাকর্ষণ ছাড়াও, প্রসারিত রাবারের ফিল্মের স্থিতিস্থাপক বল পানির উপর কাজ করে।
রাবার ফিল্ম অভিনয় বাহিনী |
উভয় পক্ষের একই. |
চিত্রণ.
মাধ্যাকর্ষণ শক্তির কারণে সিলিন্ডারের উপর চাপের কারণে নীচের অংশটি সরে যায়।
আসুন একটি রাবারের নীচে দিয়ে একটি টিউবকে নামিয়ে দেই, যার মধ্যে জল ঢেলে দেওয়া হয়, অন্য একটি, জল সহ আরও প্রশস্ত পাত্রে। আমরা দেখতে পাব যে টিউবটি নামানোর সাথে সাথে রাবারের ফিল্মটি ধীরে ধীরে সোজা হয়ে আসছে। ফিল্মটির সম্পূর্ণ সোজা করা দেখায় যে উপরে এবং নীচে থেকে এটিতে অভিনয়কারী শক্তিগুলি সমান। ফিল্মটির সম্পূর্ণ সোজা করা তখন ঘটে যখন টিউব এবং পাত্রে জলের স্তর মিলে যায়।
একই পরীক্ষাটি একটি টিউব দিয়ে করা যেতে পারে যেখানে একটি রাবার ফিল্ম পাশের খোলা বন্ধ করে দেয়, যেমনটি চিত্র a তে দেখানো হয়েছে। এই নলটি জলের অন্য পাত্রে ডুবিয়ে দিন, যেমন চিত্রে দেখানো হয়েছে, খ. আমরা লক্ষ্য করব যে টিউব এবং পাত্রে জলের স্তর সমান হওয়ার সাথে সাথে ফিল্মটি আবার সোজা হয়ে যায়। এর মানে হল যে রাবার ফিল্মে অভিনয় করা শক্তিগুলি সব দিক থেকে একই।
একটি পাত্র নিন যার নীচের অংশটি পড়ে যেতে পারে। জলের পাত্রে রাখি। এই ক্ষেত্রে, নীচের অংশ শক্তভাবে জাহাজের প্রান্তে চাপা হবে এবং পড়ে যাবে না। এটি জলের চাপের বল দ্বারা চাপা হয়, নীচে থেকে নির্দেশিত হয়।
আমরা সাবধানে পাত্রে জল ঢালব এবং এর নীচে দেখব। পাত্রের জলের স্তর জারের জলের স্তরের সাথে মিলে গেলেই এটি পাত্র থেকে দূরে পড়ে যাবে।
পৃথকীকরণের মুহুর্তে, জাহাজের তরলের একটি কলাম নীচের দিকে চাপ দেয় এবং উচ্চতায় তরলটির একই কলামের নীচের থেকে উপরের দিকে চাপ সঞ্চারিত হয়, তবে বয়ামে অবস্থিত। এই উভয় চাপই একই, তবে নীচের অংশটি সিলিন্ডারের উপর ক্রিয়া করার কারণে সরে যায় নিজের শক্তিমাধ্যাকর্ষণ
জল নিয়ে পরীক্ষাগুলি উপরে বর্ণিত হয়েছিল, তবে আমরা যদি জলের পরিবর্তে অন্য কোনও তরল গ্রহণ করি তবে পরীক্ষার ফলাফল একই হবে।
সুতরাং, পরীক্ষাগুলি দেখায় যে তরলের অভ্যন্তরে চাপ রয়েছে এবং একই স্তরে এটি সমস্ত দিক থেকে একই রকম। গভীরতার সাথে চাপ বৃদ্ধি পায়.
গ্যাসগুলি তরল থেকে এই ক্ষেত্রে আলাদা নয়, কারণ তাদেরও ওজন রয়েছে। কিন্তু আমাদের মনে রাখতে হবে যে একটি গ্যাসের ঘনত্ব একটি তরলের ঘনত্বের থেকে শতগুণ কম। জাহাজে গ্যাসের ওজন ছোট, এবং অনেক ক্ষেত্রে এর "ওজন" চাপ উপেক্ষা করা যেতে পারে।
জাহাজের নীচে এবং দেয়ালে তরল চাপের গণনা।
জাহাজের নীচে এবং দেয়ালে তরল চাপের গণনা।
আপনি কীভাবে একটি পাত্রের নীচে এবং দেয়ালে তরলের চাপ গণনা করতে পারেন তা বিবেচনা করুন। আসুন প্রথমে একটি আয়তক্ষেত্রাকার সমান্তরাল পাইপের আকৃতি বিশিষ্ট একটি জাহাজের সমস্যার সমাধান করি।
বল চ, যা দিয়ে এই পাত্রে ঢালা তরল তার নীচে চাপ দেয়, ওজনের সমান পৃপাত্রে তরল। তরলের ভর জেনে তার ওজন নির্ণয় করা যায়। মি. ভর, আপনি জানেন, সূত্র দ্বারা গণনা করা যেতে পারে: m = ρ V. আমরা যে পাত্রটি বেছে নিয়েছি তাতে ঢেলে দেওয়া তরলের পরিমাণ গণনা করা সহজ। যদি পাত্রের তরল কলামের উচ্চতা অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত করা হয় জ, এবং জাহাজের নীচের এলাকা এস, তারপর V = S h.
তরল ভর m = ρ V, বা m = ρ S h .
এই তরল ওজন P = g m, বা P = g ρ S h.
যেহেতু তরল স্তম্ভের ওজন সেই শক্তির সমান যা দিয়ে তরলটি জাহাজের নীচে চাপ দেয়, তারপর, ওজনকে ভাগ করে পৃচত্বরে এস, আমরা তরল চাপ পেতে পি:
p = P/S , অথবা p = g ρ S h/S,
আমরা একটি পাত্রের নীচে একটি তরলের চাপ গণনা করার জন্য একটি সূত্র পেয়েছি। এই সূত্র থেকে এটা দেখা যায় যে একটি পাত্রের নীচে একটি তরলের চাপ শুধুমাত্র তরল কলামের ঘনত্ব এবং উচ্চতার উপর নির্ভর করে.
অতএব, প্রাপ্ত সূত্র অনুসারে, পাত্রে ঢালা তরলের চাপ গণনা করা সম্ভব। যে কোন ফর্ম(কঠোরভাবে বলতে গেলে, আমাদের গণনা শুধুমাত্র একটি সরল প্রিজম এবং একটি সিলিন্ডারের আকৃতির জাহাজের জন্য উপযুক্ত। ইনস্টিটিউটের জন্য পদার্থবিদ্যার কোর্সে, এটি প্রমাণিত হয়েছিল যে নির্বিচারে আকৃতির একটি জাহাজের জন্যও সূত্রটি সত্য)। উপরন্তু, এটি জাহাজের দেয়ালে চাপ গণনা করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। নীচে থেকে উপরের চাপ সহ তরলের ভিতরের চাপও এই সূত্রটি ব্যবহার করে গণনা করা হয়, যেহেতু একই গভীরতার চাপ সব দিকেই সমান।
সূত্র ব্যবহার করে চাপ গণনা করার সময় p = gphঘনত্ব প্রয়োজন ρ প্রতি ঘনমিটারে কিলোগ্রামে প্রকাশ করা হয় (কেজি/মি 3), এবং তরল কলামের উচ্চতা জ- মিটারে (মি), g\u003d 9.8 N / kg, তারপর চাপ প্যাসকেল (Pa) এ প্রকাশ করা হবে।
উদাহরণ. ট্যাঙ্কের নীচে তেলের চাপ নির্ধারণ করুন যদি তেলের কলামের উচ্চতা 10 মিটার হয় এবং এর ঘনত্ব 800 kg/m 3 হয়।
চলুন সমস্যার অবস্থা লিখে লিখে ফেলি।
দেওয়া :
ρ \u003d 800 kg/m 3
সিদ্ধান্ত :
p = 9.8 N/kg 800 kg/m 3 10 m ≈ 80,000 Pa ≈ 80 kPa।
উত্তর : p ≈ 80 kPa।
যোগাযোগ জাহাজ.
যোগাযোগ জাহাজ.
চিত্রটি একটি রাবার টিউব দ্বারা একে অপরের সাথে সংযুক্ত দুটি জাহাজ দেখায়। এই ধরনের জাহাজ বলা হয় যোগাযোগ. একটি জল দেওয়ার পাত্র, একটি চাপাত্র, একটি কফির পাত্র যোগাযোগকারী জাহাজের উদাহরণ। আমরা অভিজ্ঞতা থেকে জানি যে জল ঢেলে দেওয়া হয়, উদাহরণস্বরূপ, একটি জলের ক্যানে, সবসময় থোকা এবং ভিতরে একই স্তরে দাঁড়িয়ে থাকে।
যোগাযোগ জাহাজ আমাদের জন্য সাধারণ. উদাহরণস্বরূপ, এটি একটি চায়ের পাত্র, একটি জল দেওয়ার পাত্র বা একটি কফি পাত্র হতে পারে। |
একটি সমজাতীয় তরলের পৃষ্ঠতল যে কোনো আকৃতির যোগাযোগ জাহাজে একই স্তরে ইনস্টল করা হয়। |
বিভিন্ন ঘনত্বের তরল। |
যোগাযোগকারী জাহাজের সাথে, নিম্নলিখিত সহজ পরীক্ষা করা যেতে পারে। পরীক্ষার শুরুতে, আমরা মাঝখানে রাবার টিউবটি আটকে রাখি এবং টিউবগুলির একটিতে জল ঢালা। তারপরে আমরা ক্ল্যাম্পটি খুলি, এবং উভয় টিউবের জলের পৃষ্ঠগুলি একই স্তরে না হওয়া পর্যন্ত জল অবিলম্বে অন্য টিউবে প্রবাহিত হয়। আপনি একটি ট্রাইপডে একটি টিউব ঠিক করতে পারেন এবং অন্যটিকে বিভিন্ন দিকে বাড়াতে, নিচু করতে বা কাত করতে পারেন। এবং এই ক্ষেত্রে, তরলটি শান্ত হওয়ার সাথে সাথে উভয় টিউবে এর মাত্রা সমান হবে।
যেকোন আকৃতি এবং বিভাগের যোগাযোগের জাহাজে, একটি সমজাতীয় তরলের পৃষ্ঠগুলি একই স্তরে সেট করা হয়(যদি তরলের উপর বায়ুর চাপ একই থাকে) (চিত্র 109)।
এটি নিম্নরূপ ন্যায়সঙ্গত হতে পারে। তরলটি এক পাত্র থেকে অন্য পাত্রে না গিয়ে বিশ্রামে থাকে। এর মানে হল যে কোনও স্তরে উভয় জাহাজের চাপ একই। উভয় পাত্রের তরল একই, অর্থাৎ এর ঘনত্ব একই। অতএব, এর উচ্চতাও একই হতে হবে। যখন আমরা একটি পাত্র বাড়াই বা এতে তরল যোগ করি, তখন তার মধ্যে চাপ বৃদ্ধি পায় এবং চাপ ভারসাম্য না হওয়া পর্যন্ত তরল অন্য পাত্রে চলে যায়।
যদি একটি ঘনত্বের একটি তরল যোগাযোগকারী জাহাজগুলির একটিতে ঢেলে দেওয়া হয়, এবং অন্য একটি ঘনত্ব দ্বিতীয়টিতে ঢেলে দেওয়া হয়, তাহলে ভারসাম্যের সময়ে এই তরলগুলির মাত্রা একই হবে না। এবং এই বোধগম্য. আমরা জানি যে একটি পাত্রের নীচে একটি তরলের চাপ কলামের উচ্চতা এবং তরলের ঘনত্বের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক। এবং এই ক্ষেত্রে, তরলগুলির ঘনত্ব ভিন্ন হবে।
সমান চাপের সাথে, উচ্চ ঘনত্বের একটি তরল স্তম্ভের উচ্চতা নিম্ন ঘনত্বের (চিত্র) একটি তরল কলামের উচ্চতার চেয়ে কম হবে।
অভিজ্ঞতা. বাতাসের ভর কীভাবে নির্ধারণ করবেন।
বাতাসের ওজন। বায়ুমণ্ডলের চাপ।
অস্তিত্ব বায়ুমণ্ডলীয় চাপ.
বায়ুমণ্ডলীয় চাপ একটি জাহাজে বিরল বায়ুর চাপের চেয়ে বেশি।
মাধ্যাকর্ষণ শক্তি বায়ুতে কাজ করে, সেইসাথে পৃথিবীতে অবস্থিত যে কোনও দেহে কাজ করে এবং তাই, বাতাসের ওজন রয়েছে। বাতাসের ওজন গণনা করা সহজ, এর ভর জেনে।
আমরা অভিজ্ঞতা দ্বারা দেখাব কিভাবে বাতাসের ভর গণনা করা যায়। এটি করার জন্য, একটি কর্ক এবং একটি ক্ল্যাম্প সহ একটি রাবার টিউব সহ একটি শক্তিশালী কাচের বল নিন। আমরা একটি পাম্প দিয়ে এটি থেকে বায়ু পাম্প করি, একটি ক্ল্যাম্প দিয়ে টিউবটি ক্ল্যাম্প করি এবং স্কেলগুলিতে ভারসাম্য বজায় রাখি। তারপরে, রাবার টিউবে ক্ল্যাম্প খুলে তাতে বাতাস ঢুকতে দিন। এই ক্ষেত্রে, দাঁড়িপাল্লার ভারসাম্য বিঘ্নিত হবে। এটি পুনরুদ্ধার করতে, আপনাকে দাঁড়িপাল্লার অন্য প্যানে ওজন রাখতে হবে, যার ভর বলটির আয়তনে বাতাসের ভরের সমান হবে।
পরীক্ষাগুলি প্রতিষ্ঠিত করেছে যে 0 ° C তাপমাত্রা এবং স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপে, 1 m 3 আয়তনের বায়ুর ভর হল 1.29 কেজি। এই বায়ুর ওজন গণনা করা সহজ:
P = g m, P = 9.8 N/kg 1.29 kg ≈ 13 N
পৃথিবীকে ঘিরে থাকা বায়ু খামকে বলা হয় বায়ুমণ্ডল (গ্রীক থেকে। বায়ুমণ্ডলবাষ্প, বায়ু, এবং গোলক- বল)।
বায়ুমণ্ডল, কৃত্রিম পৃথিবী উপগ্রহের ফ্লাইটের পর্যবেক্ষণ দ্বারা দেখানো হয়েছে, কয়েক হাজার কিলোমিটার উচ্চতায় বিস্তৃত।
মহাকর্ষের ক্রিয়াকলাপের কারণে, বায়ুমণ্ডলের উপরের স্তরগুলি, সমুদ্রের জলের মতো, নীচের স্তরগুলিকে সংকুচিত করে। পৃথিবীর সরাসরি সংলগ্ন বায়ু স্তরটি সবচেয়ে বেশি সংকুচিত হয় এবং প্যাসকেলের আইন অনুসারে, এটিতে উৎপন্ন চাপকে সমস্ত দিকে স্থানান্তর করে।
এর ফলস্বরূপ, পৃথিবীর পৃষ্ঠ এবং এর উপর থাকা দেহগুলি বায়ুর সম্পূর্ণ পুরুত্বের চাপ অনুভব করে, বা, যেমনটি সাধারণত এই ক্ষেত্রে বলা হয়, অভিজ্ঞতা বায়ুমণ্ডলের চাপ .
বায়ুমণ্ডলীয় চাপের অস্তিত্ব আমরা জীবনে সম্মুখীন হওয়া অনেক ঘটনা দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। আসুন তাদের কিছু বিবেচনা করা যাক।
চিত্রটি একটি কাচের টিউব দেখায়, যার ভিতরে একটি পিস্টন রয়েছে যা টিউবের দেয়ালের সাথে মসৃণভাবে ফিট করে। টিউবের শেষ পানিতে ডুবানো হয়। আপনি যদি পিস্টন বাড়ান, তাহলে এর পিছনে জল উঠবে।
এই ঘটনাটি জলের পাম্প এবং কিছু অন্যান্য ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়।
চিত্রটি একটি নলাকার পাত্র দেখায়। এটি একটি কর্ক দিয়ে বন্ধ করা হয় যার মধ্যে একটি ট্যাপ সহ একটি টিউব ঢোকানো হয়। পাম্পের মাধ্যমে পাত্র থেকে বাতাস বের করা হয়। টিউবের শেষটি তারপর জলে রাখা হয়। আপনি যদি এখন কলটি খুলুন, তাহলে জল একটি ফোয়ারায় পাত্রের ভিতরের দিকে ছড়িয়ে পড়বে। জল জাহাজে প্রবেশ করে কারণ বায়ুমণ্ডলীয় চাপ জাহাজে বিরল বায়ুর চাপের চেয়ে বেশি।
কেন পৃথিবীর বায়ু শেল বিদ্যমান?
সমস্ত দেহের মতো, পৃথিবীর বায়ু খাম তৈরি করে এমন গ্যাসের অণুগুলি পৃথিবীর প্রতি আকৃষ্ট হয়।
কিন্তু কেন, তাহলে, তারা সব পৃথিবীর পৃষ্ঠে পড়ে না? কিভাবে পৃথিবীর বায়ু শেল, তার বায়ুমণ্ডল, সংরক্ষিত হয়? এটি বোঝার জন্য, আমাদের অবশ্যই বিবেচনা করতে হবে যে গ্যাসের অণুগুলি অবিচ্ছিন্ন এবং এলোমেলো গতিতে রয়েছে। কিন্তু তারপরে আরেকটি প্রশ্ন ওঠে: কেন এই অণুগুলি বিশ্ব মহাকাশে অর্থাৎ মহাকাশে উড়ে যায় না।
যাতে সম্পূর্ণরূপে পৃথিবী ছেড়ে অণু, মত মহাকাশযানবা একটি রকেট, একটি খুব উচ্চ গতি থাকতে হবে (কমপক্ষে 11.2 কিমি / সেকেন্ড)। এই তথাকথিত দ্বিতীয় পালানোর বেগ. পৃথিবীর বায়ু খামের অধিকাংশ অণুর গতি এর চেয়ে অনেক কম স্থানের বেগ. অতএব, তাদের বেশিরভাগই মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা পৃথিবীর সাথে আবদ্ধ, শুধুমাত্র একটি নগণ্য সংখ্যক অণু পৃথিবীর বাইরে মহাকাশে উড়ে যায়।
অণুগুলির এলোমেলো গতিবিধি এবং তাদের উপর মাধ্যাকর্ষণ প্রভাবের ফলে গ্যাসের অণুগুলি পৃথিবীর কাছাকাছি মহাকাশে "ভাসতে থাকে", একটি বায়ু শেল বা আমাদের পরিচিত বায়ুমণ্ডল গঠন করে।
পরিমাপ দেখায় যে উচ্চতার সাথে বাতাসের ঘনত্ব দ্রুত হ্রাস পায়। সুতরাং, পৃথিবী থেকে 5.5 কিমি উচ্চতায়, বায়ুর ঘনত্ব পৃথিবীর পৃষ্ঠে তার ঘনত্বের চেয়ে 2 গুণ কম, 11 কিলোমিটার উচ্চতায় - 4 গুণ কম, ইত্যাদি। উচ্চতর, বায়ু তত বিরল। এবং অবশেষে, সর্বাধিক উপরের স্তর(পৃথিবী থেকে শত শত এবং হাজার হাজার কিলোমিটার উপরে), বায়ুমণ্ডল ধীরে ধীরে বায়ুহীন স্থানে পরিণত হয়। পৃথিবীর বায়ু শেল একটি স্পষ্ট সীমানা নেই.
কঠোরভাবে বলতে গেলে, মহাকর্ষের ক্রিয়াকলাপের কারণে, যে কোনও বন্ধ পাত্রে গ্যাসের ঘনত্ব জাহাজের পুরো আয়তন জুড়ে একই থাকে না। জাহাজের নীচে, গ্যাসের ঘনত্ব তার উপরের অংশের তুলনায় বেশি, এবং তাই জাহাজের চাপ একই নয়। এটি উপরের তুলনায় জাহাজের নীচে বড়। যাইহোক, জাহাজে থাকা গ্যাসের জন্য, ঘনত্ব এবং চাপের এই পার্থক্যটি এতই কম যে অনেক ক্ষেত্রে এটি সম্পূর্ণ উপেক্ষা করা যেতে পারে, কেবল এটি সম্পর্কে সচেতন হন। কিন্তু কয়েক হাজার কিলোমিটারেরও বেশি বিস্তৃত বায়ুমণ্ডলের জন্য পার্থক্যটি উল্লেখযোগ্য।
বায়ুমণ্ডলীয় চাপ পরিমাপ। টরিসেলির অভিজ্ঞতা।
একটি তরল কলামের চাপ (§ 38) গণনার জন্য সূত্র ব্যবহার করে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ গণনা করা অসম্ভব। এই জাতীয় গণনার জন্য, আপনাকে বায়ুমণ্ডলের উচ্চতা এবং বায়ুর ঘনত্ব জানতে হবে। কিন্তু বায়ুমণ্ডলের একটি নির্দিষ্ট সীমানা নেই এবং বিভিন্ন উচ্চতায় বায়ুর ঘনত্ব ভিন্ন। যাইহোক, 17 শতকে একজন ইতালীয় বিজ্ঞানী দ্বারা প্রস্তাবিত একটি পরীক্ষা ব্যবহার করে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ পরিমাপ করা যেতে পারে। ইভাঞ্জেলিস্তা টরিসেলি গ্যালিলিওর ছাত্র।
টরিসেলির পরীক্ষাটি নিম্নরূপ: প্রায় 1 মিটার লম্বা একটি কাচের নল, এক প্রান্তে সিল করা, পারদ দিয়ে ভরা। তারপরে, টিউবের দ্বিতীয় প্রান্তটি শক্তভাবে বন্ধ করে, এটি উল্টে এবং পারদ সহ একটি কাপে নামানো হয়, যেখানে নলটির এই প্রান্তটি পারদের স্তরের নীচে খোলা হয়। যেকোনো তরল পরীক্ষার মতো, পারদের কিছু অংশ কাপে ঢেলে দেওয়া হয় এবং এর কিছু অংশ টিউবে থাকে। নলটিতে অবশিষ্ট পারদ কলামের উচ্চতা প্রায় 760 মিমি। টিউবের ভিতরে পারদের উপরে কোন বায়ু নেই, একটি বায়ুহীন স্থান আছে, তাই এই টিউবের ভিতরে পারদ কলামের উপর থেকে কোন গ্যাস চাপ দেয় না এবং পরিমাপকে প্রভাবিত করে না।
টরিসেলি, যিনি উপরে বর্ণিত অভিজ্ঞতার প্রস্তাব করেছিলেন, তিনি তার ব্যাখ্যাও দিয়েছেন। বায়ুমণ্ডল কাপে পারদের পৃষ্ঠের উপর চাপ দেয়। বুধ ভারসাম্যে রয়েছে। এর মানে হল টিউবে চাপ এএ 1 (চিত্র দেখুন) বায়ুমণ্ডলীয় চাপের সমান। যখন বায়ুমণ্ডলীয় চাপ পরিবর্তিত হয়, তখন টিউবের পারদ কলামের উচ্চতাও পরিবর্তিত হয়। চাপ বাড়ার সাথে সাথে কলাম লম্বা হয়। চাপ কমার সাথে সাথে পারদ কলামের উচ্চতা হ্রাস পায়।
AA1 স্তরে টিউবের চাপ টিউবের পারদ কলামের ওজন দ্বারা তৈরি হয়, যেহেতু টিউবের উপরের অংশে পারদের উপরে কোন বায়ু নেই। তাই এটি অনুসরণ করে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ টিউবের পারদ কলামের চাপের সমান , অর্থাৎ
পি atm = পিপারদ
টরিসেলির পরীক্ষায় বায়ুমণ্ডলীয় চাপ যত বেশি, পারদ কলাম তত বেশি। অতএব, অনুশীলনে, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ উচ্চতা দ্বারা পরিমাপ করা যেতে পারে পারদ কলাম(মিলিমিটার বা সেন্টিমিটারে)। যদি, উদাহরণস্বরূপ, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ 780 mm Hg হয়। শিল্প. (তারা বলে "পারদের মিলিমিটার"), এর মানে হল বায়ু একই চাপ উৎপন্ন করে যেমন 780 মিমি উঁচু পারদের উল্লম্ব কলাম উৎপন্ন করে।
অতএব, এই ক্ষেত্রে, 1 মিলিমিটার পারদ (1 mm Hg) বায়ুমণ্ডলীয় চাপের একক হিসাবে নেওয়া হয়। আসুন এই ইউনিট এবং আমাদের পরিচিত ইউনিটের মধ্যে সম্পর্ক খুঁজে বের করা যাক - প্যাসকেল(পা)।
1 মিমি উচ্চতা সহ পারদের কলাম ρ এর চাপ হল:
পি = g ρ h, পি\u003d 9.8 N / kg 13,600 kg / m 3 0.001 m ≈ 133.3 Pa।
সুতরাং, 1 মিমি এইচ.জি. শিল্প. = 133.3 Pa।
বর্তমানে, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ সাধারণত হেক্টোপাস্কালে পরিমাপ করা হয় (1 hPa = 100 Pa)। উদাহরণস্বরূপ, আবহাওয়া রিপোর্ট ঘোষণা করতে পারে যে চাপ 1013 hPa, যা 760 mmHg এর সমান। শিল্প.
টিউবের মধ্যে পারদ কলামের উচ্চতা প্রতিদিন পর্যবেক্ষণ করে, টরিসেলি আবিষ্কার করেছিলেন যে এই উচ্চতা পরিবর্তিত হয়, অর্থাৎ, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ ধ্রুবক নয়, এটি বৃদ্ধি এবং হ্রাস করতে পারে। টরিসেলি আরও লক্ষ্য করেছেন যে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ আবহাওয়ার পরিবর্তনের সাথে সম্পর্কিত।
টরিসেলির পরীক্ষায় ব্যবহৃত পারদ টিউবের সাথে একটি উল্লম্ব স্কেল সংযুক্ত করা হলে, আমরা পাই সবচেয়ে সহজ ডিভাইস - পারদ ব্যারোমিটার (গ্রীক থেকে। বারোস- ভারীতা, মেট্রিও- পরিমাপ করা). এটি বায়ুমণ্ডলীয় চাপ পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়।
ব্যারোমিটার - অ্যানেরয়েড।
অনুশীলনে, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ পরিমাপ করতে একটি ধাতু ব্যারোমিটার ব্যবহার করা হয়, যাকে বলা হয় aneroid (গ্রীক থেকে অনুবাদ- aneroid) ব্যারোমিটারকে তাই বলা হয় কারণ এতে পারদ থাকে না।
অ্যানারয়েডের চেহারা চিত্রে দেখানো হয়েছে। এর প্রধান অংশ হল একটি ধাতব বাক্স 1 যার একটি তরঙ্গায়িত (ঢেউতোলা) পৃষ্ঠ (অন্যান্য ডুমুর দেখুন)। এই বাক্স থেকে বায়ু পাম্প করা হয়, এবং যাতে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বাক্সটিকে পিষে না ফেলে, এর কভার 2 একটি স্প্রিং দ্বারা টানা হয়। বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বাড়ার সাথে সাথে ঢাকনা নিচের দিকে নমনীয় হয় এবং বসন্তকে টান দেয়। চাপ কমে গেলে, স্প্রিং কভার সোজা করে। একটি তীর-পয়েন্টার 4 একটি ট্রান্সমিশন মেকানিজম 3 এর মাধ্যমে স্প্রিং এর সাথে সংযুক্ত থাকে, যা চাপ পরিবর্তনের সময় ডান বা বামে চলে যায়। তীরের নীচে একটি স্কেল স্থির করা হয়েছে, যার বিভাগগুলি পারদ ব্যারোমিটারের ইঙ্গিত অনুসারে চিহ্নিত করা হয়েছে। এইভাবে, 750 নম্বর, যার বিপরীতে অ্যানারয়েড তীরটি দাঁড়িয়েছে (চিত্র দেখুন), দেখায় যে এই মুহূর্তেপারদ ব্যারোমিটারে, পারদ কলামের উচ্চতা 750 মিমি।
অতএব, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ 750 mm Hg। শিল্প. বা ≈ 1000 hPa।
আগামী দিনের আবহাওয়ার পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য বায়ুমণ্ডলীয় চাপের মান অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যেহেতু বায়ুমণ্ডলীয় চাপের পরিবর্তন আবহাওয়ার পরিবর্তনের সাথে সম্পর্কিত। একটি ব্যারোমিটার আবহাওয়া পর্যবেক্ষণের জন্য একটি প্রয়োজনীয় যন্ত্র।
বিভিন্ন উচ্চতায় বায়ুমণ্ডলীয় চাপ।
একটি তরলে, চাপ, আমরা জানি, তরলের ঘনত্ব এবং এর কলামের উচ্চতার উপর নির্ভর করে। কম সংকোচনযোগ্যতার কারণে, বিভিন্ন গভীরতায় তরলের ঘনত্ব প্রায় একই। অতএব, চাপ গণনা করার সময়, আমরা এর ঘনত্বকে ধ্রুবক হিসাবে বিবেচনা করি এবং শুধুমাত্র উচ্চতার পরিবর্তনকে বিবেচনা করি।
গ্যাস নিয়ে পরিস্থিতি আরও জটিল। গ্যাসগুলি অত্যন্ত সংকোচনযোগ্য। এবং গ্যাস যত বেশি সংকুচিত হবে, তার ঘনত্ব তত বেশি হবে এবং চাপ তত বেশি হবে। সর্বোপরি, একটি গ্যাসের চাপ শরীরের পৃষ্ঠে তার অণুর প্রভাব দ্বারা তৈরি হয়।
পৃথিবীর পৃষ্ঠের কাছাকাছি বায়ুর স্তরগুলি তাদের উপরে থাকা বায়ুর সমস্ত স্তর দ্বারা সংকুচিত হয়। কিন্তু ভূপৃষ্ঠ থেকে বাতাসের স্তর যত বেশি হবে, এটি সংকুচিত হবে, এর ঘনত্ব তত কম হবে। অতএব, এটি কম চাপ তৈরি করে। যদি, উদাহরণস্বরূপ, বেলুনপৃথিবীর পৃষ্ঠের উপরে উঠে, তারপর বলের উপর বায়ুর চাপ কম হয়। এটি শুধুমাত্র উপরের বায়ু কলামের উচ্চতা হ্রাস পাওয়ার কারণে নয়, বায়ুর ঘনত্ব হ্রাসের কারণেও ঘটে। এটি নীচের তুলনায় শীর্ষে ছোট। অতএব, উচ্চতায় বায়ুচাপের নির্ভরতা তরল পদার্থের তুলনায় আরও জটিল।
পর্যবেক্ষণগুলি দেখায় যে সমুদ্রপৃষ্ঠে অবস্থিত অঞ্চলে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ গড়ে 760 মিমি Hg। শিল্প.
0°C তাপমাত্রায় 760 মিমি উচ্চতার পারদ কলামের চাপের সমান বায়ুমণ্ডলীয় চাপকে স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বলে।.
স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপসমান 101 300 Pa = 1013 hPa।
উচ্চতা যত বেশি, চাপ তত কম।
ছোট বৃদ্ধির সাথে, গড়ে প্রতি 12 মিটার বৃদ্ধির জন্য, চাপ 1 mm Hg দ্বারা হ্রাস পায়। শিল্প. (বা 1.33 hPa)।
উচ্চতায় চাপের নির্ভরতা জেনে, ব্যারোমিটারের রিডিং পরিবর্তন করে সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে উচ্চতা নির্ধারণ করা সম্ভব। যে স্কেল দিয়ে আপনি সরাসরি সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে উচ্চতা পরিমাপ করতে পারেন তাকে অ্যানারয়েড বলা হয় altimeters . এগুলি বিমান চালনায় এবং পর্বতে আরোহণের সময় ব্যবহৃত হয়।
চাপ পরিমাপক.
আমরা ইতিমধ্যে জানি যে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ পরিমাপ করতে ব্যারোমিটার ব্যবহার করা হয়। বায়ুমণ্ডলীয় চাপের চেয়ে বেশি বা কম চাপ পরিমাপ করতে, চাপ পরিমাপক (গ্রীক থেকে। মানস- বিরল, অদৃশ্য মেট্রিও- পরিমাপ করা). চাপ পরিমাপক হয় তরলএবং ধাতু.
|
|
প্রথমে ডিভাইস এবং কর্ম বিবেচনা করুন খোলা তরল ম্যানোমিটার. এটি একটি দুই পায়ের কাচের নল নিয়ে গঠিত যার মধ্যে কিছু তরল ঢেলে দেওয়া হয়। তরলটি উভয় হাঁটুতে একই স্তরে ইনস্টল করা হয়, যেহেতু কেবলমাত্র বায়ুমণ্ডলীয় চাপ জাহাজের হাঁটুতে এর পৃষ্ঠে কাজ করে।
এই ধরনের একটি চাপ পরিমাপক কিভাবে কাজ করে তা বোঝার জন্য, এটি একটি রাবার টিউব দিয়ে একটি বৃত্তাকার ফ্ল্যাট বাক্সের সাথে সংযুক্ত করা যেতে পারে, যার একপাশে একটি রাবার ফিল্ম দিয়ে আবৃত। আপনি যদি ফিল্মে আপনার আঙুল টিপুন, তবে বাক্সে সংযুক্ত ম্যানোমিটার হাঁটুতে তরল স্তর হ্রাস পাবে এবং অন্য হাঁটুতে এটি বৃদ্ধি পাবে। এই ব্যাখ্যা কি?
ফিল্মের উপর চাপ দিলে বাক্সে বাতাসের চাপ বেড়ে যায়। প্যাসকালের আইন অনুসারে, চাপের এই বৃদ্ধি বাক্সের সাথে সংযুক্ত চাপ গেজের সেই হাঁটুতে থাকা তরলে স্থানান্তরিত হয়। অতএব, এই হাঁটুতে থাকা তরলের চাপ অন্যটির তুলনায় বেশি হবে, যেখানে শুধুমাত্র বায়ুমণ্ডলীয় চাপ তরলের উপর কাজ করে। এই অতিরিক্ত চাপের অধীনে, তরল সরানো শুরু হবে। সংকুচিত বাতাসের সাথে হাঁটুতে, তরল পড়ে যাবে, অন্যটিতে এটি উঠবে। তরলটি ভারসাম্য (থেমে) আসবে যখন সংকুচিত বাতাসের অতিরিক্ত চাপ চাপ পরিমাপক যন্ত্রের অন্য পায়ে অতিরিক্ত তরল কলাম যে চাপ তৈরি করে তার দ্বারা ভারসাম্যপূর্ণ হয়।
ফিল্মের উপর চাপ যত বেশি হবে, অতিরিক্ত তরল কলাম তত বেশি হবে, এর চাপ তত বেশি হবে। তাই, চাপের পরিবর্তন এই অতিরিক্ত কলামের উচ্চতা দ্বারা বিচার করা যেতে পারে.
চিত্রটি দেখায় কিভাবে এই ধরনের চাপ পরিমাপক একটি তরলের ভিতরে চাপ পরিমাপ করতে পারে। টিউবটি যত গভীর তরলে নিমজ্জিত হয়, ম্যানোমিটারের হাঁটুতে তরল কলামগুলির উচ্চতার পার্থক্য তত বেশি হয়।, তাই, অতএব, এবং তরল আরও চাপ তৈরি করে.
আপনি যদি তরলের ভিতরে কিছু গভীরতায় ডিভাইসের বাক্সটি ইনস্টল করেন এবং এটিকে একটি ফিল্ম দিয়ে উপরে, পাশে এবং নীচে ঘুরিয়ে দেন, তাহলে চাপ গেজ রিডিং পরিবর্তন হবে না। যে ভাবে এটা হওয়া উচিত, কারণ একটি তরল ভিতরে একই স্তরে, চাপ সব দিক একই.
ছবি শো ধাতু ম্যানোমিটার . যেমন একটি চাপ গেজ প্রধান অংশ একটি পাইপ মধ্যে বাঁকানো হয় ধাতব নল 1 , যার এক প্রান্ত বন্ধ। একটি টোকা দিয়ে টিউবের অন্য প্রান্ত 4 যে জাহাজে চাপ পরিমাপ করা হয় তার সাথে যোগাযোগ করে। চাপ বাড়ার সাথে সাথে টিউবটি নমনীয় হয়। একটি লিভার সঙ্গে তার বন্ধ শেষ আন্দোলন 5 এবং গিয়ারস 3 শুটার পাস 2 যন্ত্রের স্কেলের চারপাশে চলন্ত। যখন চাপ কমে যায়, টিউব, তার স্থিতিস্থাপকতার কারণে, তার পূর্ববর্তী অবস্থানে ফিরে আসে এবং তীরটি স্কেলের শূন্য বিভাজনে ফিরে আসে।
পিস্টন তরল পাম্প।
পরীক্ষায় আমরা আগে বিবেচনা করেছি (§ 40), এটি পাওয়া গেছে যে জল কাঁচের নলবায়ুমণ্ডলীয় চাপের প্রভাবে পিস্টনের পিছনে উঠে যায়। এই কর্ম ভিত্তিক পিস্টনপাম্প
পাম্পটি চিত্রে পরিকল্পিতভাবে দেখানো হয়েছে। এটি একটি সিলিন্ডার নিয়ে গঠিত, যার ভিতরে উপরে এবং নীচে যায়, শক্তভাবে জাহাজের দেয়ালে পিস্টন। 1 . ভালভগুলি সিলিন্ডারের নীচের অংশে এবং পিস্টনে নিজেই ইনস্টল করা হয়। 2 শুধুমাত্র উপরের দিকে খোলা। যখন পিস্টন উপরের দিকে চলে যায়, তখন বায়ুমণ্ডলীয় চাপের ক্রিয়ায় জল পাইপে প্রবেশ করে, নীচের ভালভটি তুলে নেয় এবং পিস্টনের পিছনে চলে যায়।
যখন পিস্টন নিচের দিকে চলে যায়, তখন পিস্টনের নীচের জল নীচের ভালভের উপর চাপ দেয় এবং এটি বন্ধ হয়ে যায়। একই সময়ে, জলের চাপে, পিস্টনের ভিতরে একটি ভালভ খোলে এবং জল পিস্টনের উপরে স্থানটিতে প্রবাহিত হয়। উপরের দিকে পিস্টনের পরবর্তী আন্দোলনের সাথে, এটির উপরে জলও এটির সাথে জায়গায় উঠে যায়, যা আউটলেট পাইপের মধ্যে ঢেলে দেয়। একই সময়ে, পিস্টনের পিছনে জলের একটি নতুন অংশ উঠে যায়, যা, যখন পিস্টনটি পরবর্তীতে নামানো হয়, তখন এটির উপরে থাকবে এবং পাম্প চলাকালীন এই পুরো পদ্ধতিটি বারবার পুনরাবৃত্তি হয়।
হাইড্রোলিক প্রেস।
প্যাসকেলের আইন আপনাকে কর্ম ব্যাখ্যা করতে দেয় জলবাহী মেশিন (গ্রীক থেকে। জলবাহী- জল)। এগুলি এমন মেশিন যার ক্রিয়া তরল পদার্থের গতি এবং ভারসাম্যের আইনের উপর ভিত্তি করে।
হাইড্রোলিক মেশিনের প্রধান অংশ দুটি সিলিন্ডার বিভিন্ন ব্যাসপিস্টন এবং একটি সংযোগকারী নল দিয়ে সজ্জিত। পিস্টন এবং টিউবের নীচের স্থানটি তরল (সাধারণত খনিজ তেল) দিয়ে পূর্ণ। উভয় সিলিন্ডারে তরল কলামের উচ্চতা একই থাকে যতক্ষণ না পিস্টনের উপর কোন শক্তি কাজ করে না।
আসুন এখন ধরে নিই যে বাহিনী চ 1 এবং চ 2 - পিস্টনগুলিতে কাজ করা বাহিনী, এস 1 এবং এস 2 - পিস্টনের এলাকা। প্রথম (ছোট) পিস্টন অধীনে চাপ হয় পি 1 = চ 1 / এস 1 , এবং দ্বিতীয় অধীনে (বড়) পি 2 = চ 2 / এস 2. প্যাসকেলের আইন অনুসারে, বিশ্রামে থাকা তরলের চাপ সব দিকে সমানভাবে সঞ্চারিত হয়, অর্থাৎ পি 1 = পি 2 বা চ 1 / এস 1 = চ 2 / এস 2, কোথা থেকে:
চ 2 / চ 1 = এস 2 / এস 1 .
অতএব, শক্তি চ 2 অনেক বেশি শক্তি চ 1 , ছোট পিস্টনের ক্ষেত্রফলের চেয়ে বড় পিস্টনের ক্ষেত্রফল কত গুণ বেশি?. উদাহরণস্বরূপ, যদি বড় পিস্টনের ক্ষেত্রফল হয় 500 সেমি 2, এবং ছোটটি 5 সেমি 2 হয় এবং 100 N একটি বল ছোট পিস্টনের উপর কাজ করে, তাহলে 100 গুণ বেশি একটি বল কাজ করবে বড় পিস্টন, অর্থাৎ 10,000 N
এইভাবে, একটি হাইড্রোলিক মেশিনের সাহায্যে, একটি ছোট শক্তির সাথে একটি বড় শক্তির ভারসাম্য করা সম্ভব।
মনোভাব চ 1 / চ 2 শক্তি বৃদ্ধি দেখায়. উদাহরণস্বরূপ, উপরের উদাহরণে, বল প্রয়োগের লাভ হল 10,000 N / 100 N = 100।
চাপ দেওয়ার জন্য ব্যবহৃত হাইড্রোলিক মেশিনকে বলা হয় জলবাহী প্রেস .
হাইড্রোলিক প্রেস ব্যবহার করা হয় যেখানে প্রচুর শক্তির প্রয়োজন হয়। উদাহরণস্বরূপ, তেল কলে বীজ থেকে তেল নিংড়ে নেওয়ার জন্য, পাতলা পাতলা কাঠ, পিচবোর্ড, খড় চাপার জন্য। ইস্পাত মিলগুলি ইস্পাত মেশিন শ্যাফ্ট, রেলওয়ের চাকা এবং অন্যান্য অনেক পণ্য তৈরি করতে হাইড্রোলিক প্রেস ব্যবহার করে। আধুনিক হাইড্রোলিক প্রেসগুলি দশ এবং কয়েক মিলিয়ন নিউটন শক্তি বিকাশ করতে পারে।
যন্ত্র জলবাহী প্রেসচিত্রে পরিকল্পিতভাবে দেখানো হয়েছে। 1 (A) টিপতে হবে একটি বড় পিস্টন 2 (B) এর সাথে সংযুক্ত একটি প্ল্যাটফর্মে স্থাপন করা হয়। ছোট পিস্টন 3 (D) তরলের উপর একটি বড় চাপ তৈরি করে। এই চাপ সিলিন্ডার ভর্তি তরল প্রতিটি বিন্দু প্রেরণ করা হয়. অতএব, একই চাপ দ্বিতীয়, বড় পিস্টনে কাজ করে। কিন্তু যেহেতু 2য় (বড়) পিস্টনের ক্ষেত্রফল ছোটটির ক্ষেত্রফলের চেয়ে বড়, তাহলে এটিতে যে বল কাজ করবে তা পিস্টন 3 (D) তে কাজ করা বলের চেয়ে বেশি হবে। এই শক্তির অধীনে, পিস্টন 2 (বি) উঠবে। যখন পিস্টন 2 (B) উঠে যায়, তখন শরীর (A) স্থির উপরের প্ল্যাটফর্মের বিরুদ্ধে বিশ্রাম নেয় এবং সংকুচিত হয়। প্রেসার গেজ 4 (M) তরল চাপ পরিমাপ করে। নিরাপত্তা ভালভ 5 (P) স্বয়ংক্রিয়ভাবে খোলে যখন তরল চাপ অনুমোদিত মান অতিক্রম করে।
একটি ছোট সিলিন্ডার থেকে একটি বড় তরল ছোট পিস্টন 3 (D) এর বারবার নড়াচড়ার মাধ্যমে পাম্প করা হয়। এটি নিম্নলিখিত উপায়ে করা হয়। যখন ছোট পিস্টন (D) উত্তোলন করা হয়, ভালভ 6 (K) খোলে এবং তরল পিস্টনের নীচের স্থানটিতে চুষে যায়। যখন তরল চাপের ক্রিয়ায় ছোট পিস্টনটি নামানো হয়, তখন ভালভ 6 (K) বন্ধ হয়ে যায় এবং ভালভ 7 (K") খোলে এবং তরলটি একটি বড় পাত্রে চলে যায়।
তাদের মধ্যে নিমজ্জিত একটি শরীরের উপর জল এবং গ্যাসের ক্রিয়া.
জলের নীচে, আমরা সহজেই এমন একটি পাথর তুলতে পারি যা খুব কমই বাতাসে তোলা যায়। আপনি যদি কর্কটিকে জলের নীচে ডুবিয়ে রাখেন এবং আপনার হাত থেকে ছেড়ে দেন তবে এটি ভেসে উঠবে। কিভাবে এই ঘটনা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে?
আমরা জানি (§ 38) যে তরলটি জাহাজের নীচে এবং দেয়ালে চাপ দেয়। আর যদি তরলের ভিতরে কিছু শক্ত শরীর রাখা হয়, তাহলে তাও পাত্রের দেয়ালের মতো চাপের শিকার হবে।
এতে নিমজ্জিত শরীরের উপর তরলের পাশ থেকে যে শক্তিগুলি কাজ করে তা বিবেচনা করুন। যুক্তি করা সহজ করার জন্য, আমরা এমন একটি বডি বেছে নিই যার আকৃতি তরল পৃষ্ঠের সমান্তরাল বেস সহ একটি সমান্তরাল পাইপড (চিত্র)। শরীরের পাশের মুখগুলিতে কাজ করে এমন শক্তিগুলি জোড়ায় সমান এবং একে অপরের ভারসাম্য বজায় রাখে। এই শক্তিগুলির প্রভাবে, শরীর সংকুচিত হয়। কিন্তু শরীরের উপরের এবং নীচের মুখের উপর কাজ করে এমন শক্তি একই নয়। উপরের মুখের উপর জোর দিয়ে উপর থেকে প্রেস চতরল লম্বা 1 কলাম জএক . নিম্ন মুখের স্তরে, চাপ উচ্চতা সহ একটি তরল কলাম তৈরি করে জ 2. এই চাপ, আমরা জানি (§ 37), সব দিক থেকে তরল ভিতরে প্রেরণ করা হয়. অতএব, শরীরের নীচের মুখের উপর নিচ থেকে একটি বল সঙ্গে উপরে চ 2 টিপে একটি তরল কলাম উচ্চ জ 2. কিন্তু জআরো ২টি জ 1, তাই বলের মডুলাস চআরও 2টি পাওয়ার মডিউল চএক . অতএব, শরীর একটি শক্তি সঙ্গে তরল বাইরে ধাক্কা হয় চ vyt, বাহিনীর পার্থক্যের সমান চ 2 - চ 1, অর্থাৎ
|
|
কিন্তু S·h = V, যেখানে V হল সমান্তরাল পাইপের আয়তন, এবং ρ W · V = m W হল সমান্তরাল পাইপের আয়তনে তরলের ভর। তাই, F vyt \u003d g m ভাল \u003d P ভাল, অর্থাৎ প্রস্ফুটিত বল এতে নিমজ্জিত দেহের আয়তনে তরলের ওজনের সমান(প্রফুল্ল বল হল একই আয়তনের একটি তরল পদার্থের ওজনের সমান যা এতে নিমজ্জিত দেহের আয়তন)। একটি শক্তির অস্তিত্ব যা একটি তরল থেকে একটি দেহকে ধাক্কা দেয় তা পরীক্ষামূলকভাবে আবিষ্কার করা সহজ। ইমেজ উপর কশেষে একটি তীর নির্দেশক সহ একটি স্প্রিং থেকে স্থগিত একটি শরীর দেখায়৷ তীরটি ত্রিপডে বসন্তের টান চিহ্নিত করে। যখন শরীরটি জলে ছেড়ে দেওয়া হয়, তখন বসন্ত সংকুচিত হয় (চিত্র। খ) বসন্তের একই সংকোচন পাওয়া যাবে যদি আপনি শরীরের উপর নিচ থেকে কিছু শক্তি দিয়ে কাজ করেন, উদাহরণস্বরূপ, আপনার হাত দিয়ে এটি টিপুন (এটি বাড়ান)। অতএব, অভিজ্ঞতা এটি নিশ্চিত করে একটি তরল শরীরের উপর কাজ করে একটি শক্তি তরল থেকে শরীরকে ধাক্কা দেয়. গ্যাসের ক্ষেত্রে, আমরা জানি, প্যাসকেলের সূত্রও প্রযোজ্য। তাই গ্যাসের দেহগুলি একটি শক্তির শিকার হয় যা তাদের গ্যাস থেকে ঠেলে দেয়. এই শক্তির প্রভাবে বেলুনগুলো উপরে উঠে যায়। একটি গ্যাস থেকে একটি শরীরের ধাক্কা একটি শক্তির অস্তিত্ব পরীক্ষামূলকভাবে পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে। আমরা একটি কাচের বল বা একটি বড় ফ্লাস্ক একটি কর্ক দিয়ে একটি সংক্ষিপ্ত স্কেল প্যানে ঝুলিয়ে রাখি। দাঁড়িপাল্লা ভারসাম্যপূর্ণ। তারপরে ফ্লাস্কের (বা বল) নীচে একটি প্রশস্ত পাত্র রাখা হয় যাতে এটি পুরো ফ্লাস্ককে ঘিরে থাকে। পাত্রটি কার্বন ডাই অক্সাইডে পূর্ণ, যার ঘনত্ব বাতাসের ঘনত্বের চেয়ে বেশি (অতএব কার্বন - ডাই - অক্সাইডনেমে আসে এবং জাহাজটি পূরণ করে, এটি থেকে বায়ু স্থানচ্যুত করে)। এই ক্ষেত্রে, দাঁড়িপাল্লার ভারসাম্য বিঘ্নিত হয়। একটি স্থগিত ফ্লাস্ক সহ একটি কাপ উপরে ওঠে (চিত্র)। কার্বন ডাই অক্সাইডে নিমজ্জিত একটি ফ্লাস্ক বাতাসে এটির উপর কাজ করার চেয়ে একটি বড় উচ্ছ্বাস শক্তি অনুভব করে। যে শক্তি একটি তরল বা গ্যাস থেকে একটি দেহকে ধাক্কা দেয় তা এই দেহে প্রয়োগ করা মাধ্যাকর্ষণ শক্তির বিপরীতে পরিচালিত হয়. অতএব, prolcosmos)। এটি ব্যাখ্যা করে যে কেন আমরা কখনও কখনও জলে সহজে দেহগুলিকে উত্তোলন করি যা আমরা খুব কমই বাতাসে রাখতে পারি। একটি ছোট বালতি এবং একটি নলাকার শরীর বসন্ত থেকে স্থগিত করা হয় (চিত্র, একটি)। ট্রাইপডের তীরটি বসন্তের প্রসারণকে চিহ্নিত করে। এটি বাতাসে শরীরের ওজন দেখায়। দেহটি উত্তোলনের পরে, একটি ড্রেন পাত্র এটির নীচে রাখা হয়, ড্রেন টিউবের স্তরে তরল দিয়ে ভরা। এর পরে, শরীর সম্পূর্ণরূপে তরলে নিমজ্জিত হয় (চিত্র, খ)। যার মধ্যে তরলের অংশ, যার আয়তন শরীরের আয়তনের সমান, ঢেলে দেওয়া হয়একটি গ্লাস মধ্যে একটি ঢালা পাত্র থেকে. স্প্রিং সংকোচন করে এবং স্প্রিং এর পয়েন্টার তরলে শরীরের ওজন হ্রাস নির্দেশ করে। এই ক্ষেত্রে, মাধ্যাকর্ষণ শক্তি ছাড়াও, আরেকটি শক্তি শরীরের উপর কাজ করে, এটিকে তরল থেকে ঠেলে দেয়। যদি গ্লাস থেকে তরল উপরের বালতিতে ঢেলে দেওয়া হয় (অর্থাৎ, যেটি শরীর দ্বারা স্থানচ্যুত হয়েছিল), তাহলে স্প্রিং পয়েন্টারটি তার প্রাথমিক অবস্থানে ফিরে আসবে (চিত্র, গ)।
এই অভিজ্ঞতার ভিত্তিতেই এমন সিদ্ধান্তে আসা যায় একটি তরলে নিমজ্জিত একটি দেহকে যে শক্তি ধাক্কা দেয় তা এই দেহের আয়তনে তরলের ওজনের সমান . আমরা § 48 এ একই উপসংহারে পৌঁছেছি। কোনো গ্যাসে নিমজ্জিত শরীর নিয়ে যদি একই ধরনের পরীক্ষা করা হয়, তাহলে তা দেখাবে গ্যাস থেকে শরীরকে ঠেলে দেওয়ার শক্তিও শরীরের আয়তনে নেওয়া গ্যাসের ওজনের সমান . যে শক্তি তরল বা গ্যাস থেকে দেহকে ধাক্কা দিয়ে বের করে দেয় তাকে বলে আর্কিমিডিয়ান বাহিনী , বিজ্ঞানীর সম্মানে আর্কিমিডিস যিনি সর্বপ্রথম এর অস্তিত্বের দিকে ইঙ্গিত করেছিলেন এবং এর তাৎপর্য গণনা করেছিলেন। সুতরাং, অভিজ্ঞতা নিশ্চিত করেছে যে আর্কিমিডিয়ান (বা উচ্ছ্বাস) বল শরীরের আয়তনে তরলের ওজনের সমান, অর্থাৎ চক = পৃ f = g মিআমরা হব. শরীর দ্বারা স্থানচ্যুত তরল m f এর ভরকে এর ঘনত্ব ρ w এবং তরলে নিমজ্জিত V t শরীরের আয়তনের পরিপ্রেক্ষিতে প্রকাশ করা যেতে পারে (যেহেতু V l - শরীর দ্বারা স্থানচ্যুত তরলের আয়তন সমান V t - তরলে নিমজ্জিত শরীরের আয়তন), যেমন m W = ρ W V t। তারপর আমরা পাই: চক = g ρচ · ভি t অতএব, আর্কিমিডিয়ান বল নির্ভর করে তরলের ঘনত্বের উপর যার শরীরটি নিমজ্জিত হয় এবং এই দেহের আয়তনের উপর। তবে এটি নির্ভর করে না, উদাহরণস্বরূপ, একটি তরলে নিমজ্জিত শরীরের পদার্থের ঘনত্বের উপর, যেহেতু এই পরিমাণটি ফলাফলের সূত্রে অন্তর্ভুক্ত নয়। আসুন এখন তরলে (বা গ্যাস) নিমজ্জিত শরীরের ওজন নির্ধারণ করি। যেহেতু এ ক্ষেত্রে দুটি বাহিনীই শরীরের ওপর কাজ করছে বিপরীত দিকগুলো(মাধ্যাকর্ষণ নিচে, এবং আর্কিমিডিয়ান বল উপরে), তাহলে তরল P 1-এ শরীরের ওজন ভ্যাকুয়ামে শরীরের ওজনের চেয়ে কম হবে P = g mআর্কিমিডিয়ান বাহিনীর কাছে চক = g মি w (কোথায় মি w হল শরীর দ্বারা স্থানচ্যুত তরল বা গ্যাসের ভর)। এইভাবে, যদি একটি শরীরকে তরল বা গ্যাসে নিমজ্জিত করা হয়, তবে এটি তার ওজনে ততটা হারায় যতটা তরল বা গ্যাস দ্বারা স্থানচ্যুত হয়।. উদাহরণ. সমুদ্রের জলে 1.6 মি 3 আয়তনের একটি পাথরের উপর ক্রিয়াশীল প্রফুল্ল বল নির্ধারণ করুন। আসুন সমস্যাটির অবস্থা লিখে সমাধান করি। ভাসমান দেহটি যখন তরলের পৃষ্ঠে পৌঁছায়, তখন তার আরও ঊর্ধ্বমুখী আন্দোলনের সাথে আর্কিমিডিয়ান বল হ্রাস পাবে। কেন? কিন্তু কারণ তরলে নিমজ্জিত শরীরের অংশের আয়তন কমে যাবে এবং আর্কিমিডিয়ান বল শরীরের অংশের আয়তনে তরলের ওজনের সমান। যখন আর্কিমিডিয়ান বল মাধ্যাকর্ষণ শক্তির সমান হয়ে যায়, তখন দেহটি থেমে যাবে এবং তরলের পৃষ্ঠে ভেসে যাবে, এতে আংশিকভাবে নিমজ্জিত হবে। ফলস্বরূপ উপসংহার পরীক্ষামূলকভাবে যাচাই করা সহজ। ড্রেন পাইপের স্তর পর্যন্ত ড্রেন পাত্রে জল ঢালা। এর পরে, এর আগে বাতাসে ওজন করে ভাসমান দেহটিকে পাত্রে নিমজ্জিত করা যাক। জলে নামার পরে, দেহটি এতে নিমজ্জিত শরীরের অংশের আয়তনের সমান পরিমাণ জল স্থানচ্যুত করে। এই জলের ওজন করার পরে, আমরা দেখতে পাই যে এর ওজন (আর্কিমিডিয়ান বল) ভাসমান দেহের উপর কাজ করে অভিকর্ষ বল বা বাতাসে এই দেহের ওজনের সমান। জল, অ্যালকোহল, লবণের দ্রবণে - বিভিন্ন তরলে ভাসমান অন্য কোনও দেহের সাথে একই পরীক্ষা করার পরে, আপনি নিশ্চিত করতে পারেন যে যদি একটি শরীর একটি তরলে ভাসতে থাকে, তাহলে তরলের ওজন এটি দ্বারা স্থানচ্যুত হয় ওজনের সমানবাতাসে এই শরীর. এটা প্রমাণ করা সহজ যদি একটি কঠিন কঠিন পদার্থের ঘনত্ব একটি তরলের ঘনত্বের চেয়ে বেশি হয়, তাহলে শরীরটি এমন একটি তরলে ডুবে যায়। কম ঘনত্বের একটি শরীর এই তরলে ভাসে. উদাহরণস্বরূপ, লোহার একটি টুকরা পানিতে ডুবে যায় কিন্তু পারদে ভাসতে থাকে। অন্যদিকে, শরীর, যার ঘনত্ব তরলের ঘনত্বের সমান, তরলের ভিতরে ভারসাম্য বজায় থাকে। বরফ পানির উপরিভাগে ভেসে থাকে কারণ এর ঘনত্ব পানির চেয়ে কম। তরলের ঘনত্বের তুলনায় শরীরের ঘনত্ব যত কম, শরীরের ক্ষুদ্র অংশ তরলে নিমজ্জিত হয়। . দেহ এবং তরলের সমান ঘনত্বের সাথে, দেহটি যে কোনও গভীরতায় তরলের ভিতরে ভাসতে পারে। দুটি অবিচ্ছিন্ন তরল, উদাহরণস্বরূপ জল এবং কেরোসিন, তাদের ঘনত্ব অনুসারে একটি পাত্রে অবস্থিত: পাত্রের নীচের অংশে - ঘন জল (ρ = 1000 kg / m 3), উপরে - হালকা কেরোসিন (ρ = 800) কেজি / মি 3)। বসবাসকারী জীবের গড় ঘনত্ব জলজ পরিবেশ, জলের ঘনত্ব থেকে সামান্য পার্থক্য, তাই তাদের ওজন প্রায় সম্পূর্ণরূপে আর্কিমিডিয়ান বল দ্বারা সুষম। এর জন্য ধন্যবাদ, জলজ প্রাণীদের স্থলজ প্রাণীর মতো শক্তিশালী এবং বিশাল কঙ্কালের প্রয়োজন হয় না। একই কারণে, জলজ উদ্ভিদের কাণ্ড স্থিতিস্থাপক। মাছের সাঁতারের মূত্রাশয় সহজেই তার আয়তন পরিবর্তন করে। মাছ যখন পেশীর সাহায্যে অনেক গভীরে নেমে আসে এবং তার উপর পানির চাপ বেড়ে যায়, তখন বুদবুদ সংকুচিত হয়, মাছের দেহের আয়তন কমে যায় এবং এটি উপরের দিকে ঠেলে না, বরং গভীরতায় সাঁতার কাটে। এইভাবে, মাছ, নির্দিষ্ট সীমার মধ্যে, তার ডুবের গভীরতা নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। তিমিরা তাদের ফুসফুসের ক্ষমতা সংকোচন এবং প্রসারিত করে তাদের ডাইভিং গভীরতা নিয়ন্ত্রণ করে। পালতোলা জাহাজগুলো.নদী, হ্রদ, সাগর এবং মহাসাগরে চলাচলকারী জাহাজগুলি থেকে তৈরি করা হয় বিভিন্ন উপকরণবিভিন্ন ঘনত্বের সাথে। হুল সাধারণত থেকে তৈরি করা হয় ইস্পাত শীট. সব অভ্যন্তরীণ বন্ধন, জাহাজ শক্তি প্রদান, এছাড়াও ধাতু গঠিত হয়. নৌকা বানাতে ব্যবহৃত হয় বিভিন্ন উপকরণ, যার পানির তুলনায় উচ্চ এবং নিম্ন উভয় ঘনত্ব রয়েছে। কিভাবে জাহাজ ভাসে, বোর্ডে নেয় এবং বড় বোঝা বহন করে? একটি ভাসমান দেহ (§ 50) নিয়ে একটি পরীক্ষায় দেখা গেছে যে দেহটি তার পানির নীচের অংশের সাথে এত বেশি জল স্থানচ্যুত করে যে এই জল বাতাসে শরীরের ওজনের সমান। এটি যে কোনও জাহাজের ক্ষেত্রেও সত্য। জাহাজের পানির নিচের অংশ দ্বারা বাস্তুচ্যুত হওয়া পানির ওজন বাতাসে মালবাহী জাহাজের ওজন বা কার্গো সহ জাহাজে কাজ করে অভিকর্ষ বলের সমান।. যে গভীরতায় জাহাজ পানিতে ডুবে থাকে তাকে বলে খসড়া . গভীরতম অনুমোদনযোগ্য খসড়াটি জাহাজের হুলের উপরে একটি লাল রেখা দিয়ে চিহ্নিত করা হয় জলরেখা (ডাচ থেকে। জল- জল)। জলরেখায় নিমজ্জিত হলে জাহাজের দ্বারা বাস্তুচ্যুত হওয়া জলের ওজন, কার্গো সহ জাহাজে অভিকর্ষ বলের সমান, জাহাজের স্থানচ্যুতি বলা হয়. বর্তমানে, 5,000,000 kN (5 10 6 kN) এবং আরও বেশি স্থানচ্যুতি সহ জাহাজগুলি তেল পরিবহনের জন্য তৈরি করা হচ্ছে, অর্থাৎ, 500,000 টন (5 10 5 টন) এবং পণ্যসম্ভারের সাথে একত্রে আরও বেশি। যদি আমরা স্থানচ্যুতি থেকে জাহাজের ওজন বিয়োগ করি, তাহলে আমরা এই জাহাজের বহন ক্ষমতা পাব। বহন ক্ষমতা জাহাজ দ্বারা বহন মালামাল ওজন দেখায়. জাহাজ নির্মাণের অস্তিত্ব তখন থেকেই প্রাচীন মিশর, ফেনিসিয়াতে (এটি বিশ্বাস করা হয় যে ফিনিশিয়ানরা সেরা জাহাজ নির্মাতাদের মধ্যে একজন ছিলেন), প্রাচীন চীন। রাশিয়ায়, জাহাজ নির্মাণের উদ্ভব হয়েছিল 17 এবং 18 শতকের শুরুতে। প্রধানত যুদ্ধজাহাজ তৈরি করা হয়েছিল, তবে রাশিয়াতেই প্রথম আইসব্রেকার, অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন সহ জাহাজ এবং পারমাণবিক আইসব্রেকার আর্কটিকা নির্মিত হয়েছিল। অ্যারোনটিক্স।
1783 সালে মন্টগোলফিয়ার ভাইদের বেলুন বর্ণনা করে অঙ্কন: "বেলুন গ্লোবের সঠিক মাত্রা দেখুন, যা প্রথম ছিল।" 1786 প্রাচীনকাল থেকেই, মানুষ সমুদ্রে যাত্রা করার সাথে সাথে মেঘের উপরে উড়তে, বাতাসের সাগরে সাঁতার কাটতে সক্ষম হওয়ার স্বপ্ন দেখেছিল। অ্যারোনটিক্সের জন্য প্রথমে, বেলুনগুলি ব্যবহার করা হত, যেগুলি হয় উত্তপ্ত বাতাসে বা হাইড্রোজেন বা হিলিয়াম দিয়ে ভরা হত। একটি বেলুন বাতাসে ওঠার জন্য, আর্কিমিডিয়ান ফোর্স (উচ্ছ্বাস) প্রয়োজন চএকটি, বল উপর অভিনয়, মাধ্যাকর্ষণ বেশী ছিল চভারী, যেমন চক > চভারী বলটি বাড়ার সাথে সাথে আর্কিমিডিয়ান বল এর উপর কাজ করে কমে যায় ( চক = gρV), যেহেতু উপরের বায়ুমণ্ডলের ঘনত্ব পৃথিবীর পৃষ্ঠের তুলনায় কম। উপরে উঠতে, বল থেকে একটি বিশেষ ব্যালাস্ট (ওজন) বাদ দেওয়া হয় এবং এটি বলটিকে হালকা করে। অবশেষে বল তার সর্বোচ্চ উত্তোলন উচ্চতায় পৌঁছে। বল কমাতে, একটি বিশেষ ভালভ ব্যবহার করে তার শেল থেকে গ্যাসের অংশটি মুক্তি পায়। অনুভূমিক দিকে, বেলুনটি কেবল বাতাসের প্রভাবে চলে, তাই একে বলা হয় বেলুন (গ্রীক থেকে বায়ু- বাতাস, স্ট্যাটো- দাঁড়িয়ে)। এতদিন আগে, বায়ুমণ্ডলের উপরের স্তর, স্ট্রাটোস্ফিয়ার অধ্যয়নের জন্য বিশাল বেলুন ব্যবহার করা হয়েছিল - স্ট্র্যাটোস্ট্যাট . আকাশপথে যাত্রী ও মালামাল পরিবহনের জন্য তারা কীভাবে বড় বিমান তৈরি করতে হয় তা শেখার আগে, নিয়ন্ত্রিত বেলুন ব্যবহার করা হয়েছিল - এয়ারশিপ. তাদের একটি দীর্ঘায়িত আকৃতি রয়েছে, একটি ইঞ্জিন সহ একটি গন্ডোলা শরীরের নীচে সাসপেন্ড করা হয়, যা প্রপেলারকে চালিত করে। বেলুনটি কেবল নিজেই উঠে যায় না, তবে কিছু পণ্যসম্ভারও তুলতে পারে: একটি কেবিন, মানুষ, যন্ত্র। অতএব, একটি বেলুন কি ধরনের লোড তুলতে পারে তা খুঁজে বের করার জন্য, এটি নির্ধারণ করা প্রয়োজন। উত্তোলন বল. উদাহরণস্বরূপ, হিলিয়ামে ভরা 40 মি 3 আয়তনের একটি বেলুন বাতাসে চালু করা হোক। বলের খোসা ভর্তি হিলিয়ামের ভর সমান হবে: এর মানে হল যে এই বলটি 520 N - 71 N = 449 N ওজনের লোড তুলতে পারে। এটি তার উত্তোলন শক্তি। একই আয়তনের একটি বেলুন, কিন্তু হাইড্রোজেনে ভরা, 479 N এর লোড তুলতে পারে। এর মানে হল যে এর উত্তোলন শক্তি হিলিয়ামে ভরা বেলুনের চেয়ে বেশি। কিন্তু তবুও, হিলিয়াম প্রায়শই ব্যবহার করা হয়, যেহেতু এটি জ্বলে না এবং তাই নিরাপদ। হাইড্রোজেন একটি দাহ্য গ্যাস। গরম বাতাসে ভরা বেলুন উঠানো এবং নামানো অনেক সহজ। এর জন্য, একটি বার্নার বলের নীচের অংশে অবস্থিত গর্তের নীচে অবস্থিত। সাহায্যে গ্যাস বার্নারবলের ভিতরে বাতাসের তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করা সম্ভব, এবং তাই এর ঘনত্ব এবং উচ্ছ্বাস। বলটি উচ্চতর ওঠার জন্য, বার্নারের শিখা বাড়িয়ে এতে বাতাসকে আরও জোরালোভাবে গরম করা যথেষ্ট। যখন বার্নার শিখা কমে যায়, তখন বলের বাতাসের তাপমাত্রা কমে যায় এবং বলটি নিচে নেমে যায়। বলের এমন একটি তাপমাত্রা বাছাই করা সম্ভব যেখানে বল এবং কেবিনের ওজন উচ্ছ্বাস বলের সমান হবে। তারপর বলটি বাতাসে ঝুলবে এবং এটি থেকে পর্যবেক্ষণ করা সহজ হবে। বিজ্ঞানের বিকাশের সাথে সাথে বৈমানিক প্রযুক্তিতেও উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন হয়েছে। বেলুনের জন্য নতুন শেল ব্যবহার করা সম্ভব হয়েছে, যা টেকসই, হিম-প্রতিরোধী এবং হালকা হয়ে উঠেছে। রেডিও ইঞ্জিনিয়ারিং, ইলেকট্রনিক্স, অটোমেশনের ক্ষেত্রে কৃতিত্ব মানবহীন বেলুন ডিজাইন করা সম্ভব করেছে। এই বেলুনগুলি বায়ু স্রোত অধ্যয়ন করতে, বায়ুমণ্ডলের নীচের স্তরগুলিতে ভৌগলিক এবং জৈব চিকিৎসা গবেষণার জন্য ব্যবহৃত হয়। নীচের ক্যালকুলেটরটি একটি তরল কলামের চাপের সূত্র ব্যবহার করে একটি প্রদত্ত মান থেকে একটি অজানা মান গণনা করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। ক্যালকুলেটর আপনাকে খুঁজে পেতে অনুমতি দেয়
সমস্ত ক্ষেত্রে সূত্রের উদ্ভব তুচ্ছ। ডিফল্ট ঘনত্ব হল জলের ঘনত্ব, মহাকর্ষীয় ত্বরণ হল স্থলজ ত্বরণ, এবং চাপ হল একটি বায়ুমন্ডলের চাপের মান। তত্ত্বের একটি বিট, যথারীতি, ক্যালকুলেটর অধীনে. চাপ ঘনত্ব উচ্চতা বিনামূল্যে পতন ত্বরণ তরলে চাপ, Pa তরল কলামের উচ্চতা, মি তরল ঘনত্ব, kg/m3 বিনামূল্যে পতনের ত্বরণ, m/s2 উদপ্রেষ- শর্তাধীন স্তরের উপরে জলের কলামের চাপ। হাইড্রোস্ট্যাটিক চাপের সূত্রটি বেশ সহজভাবে উদ্ভূত হয়েছে এই সূত্রটি দেখায় যে চাপটি জাহাজের এলাকা বা তার আকারের উপর নির্ভর করে না। এটি শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট তরলের কলামের ঘনত্ব এবং উচ্চতার উপর নির্ভর করে। যা থেকে এটি অনুসরণ করে যে জাহাজের উচ্চতা বৃদ্ধি করে, আমরা একটি ছোট আয়তনের সাথে একটি বরং উচ্চ চাপ তৈরি করতে পারি। এটি হাইড্রোস্ট্যাটিক প্যারাডক্সের মতো একটি ঘটনার দিকেও নিয়ে যায়। হাইড্রোস্ট্যাটিক প্যারাডক্স- এমন একটি ঘটনা যেখানে পাত্রের নীচের পাত্রে ঢেলে দেওয়া তরলের ওজন চাপের বল ঢেলে দেওয়া তরলের ওজন থেকে আলাদা হতে পারে। ক্রমবর্ধমান ঊর্ধ্বগামী সঙ্গে জাহাজ মধ্যে প্রস্থচ্ছেদপাত্রের নীচের চাপ বল তরলের ওজনের চেয়ে কম; ক্রস সেকশন সহ জাহাজে উপরের দিকে কমছে, জাহাজের নীচে চাপ বল তরলের ওজনের চেয়ে বেশি। জাহাজের নীচে তরলের চাপ বল শুধুমাত্র একটি নলাকার পাত্রের জন্য তরলের ওজনের সমান।
উপরের ছবিতে, জাহাজের নীচের চাপ সব ক্ষেত্রেই সমান এবং ঢেলে দেওয়া তরলটির ওজনের উপর নির্ভর করে না, তবে শুধুমাত্র তার স্তরের উপর নির্ভর করে। হাইড্রোস্ট্যাটিক প্যারাডক্সের কারণ হ'ল তরলটি কেবল নীচে নয়, পাত্রের দেয়ালেও চাপে। ঝুঁকে থাকা দেয়ালের তরল চাপের একটি উল্লম্ব উপাদান রয়েছে। উপরের দিকে প্রসারিত একটি পাত্রে, এটি নীচের দিকে নির্দেশিত হয়; উপরের দিকে সঙ্কুচিত একটি পাত্রে, এটি উপরের দিকে পরিচালিত হয়। পাত্রের তরলের ওজন জাহাজের পুরো অভ্যন্তরীণ অংশে তরল চাপের উল্লম্ব উপাদানগুলির যোগফলের সমান হবে |
