Flashcards: Física: fluids i pressió

Totes les targetes del tema

Per fer-hi una ullada ràpida o repassar-les en paper.

1. 1. Què és la pressió?

   La força perpendicular que es fa sobre cada unitat de superfície: $p = \dfrac{F}{S}$, amb $F$ en newtons i $S$ en $\mathrm{m^2}$.

2. 2. Quina és la unitat de pressió del SI?

   El pascal: $1\ \mathrm{Pa} = 1\ \mathrm{N/m^2}$. És una unitat petita, i per això sovint es fan servir l'hectopascal, el bar o l'atmosfera.

3. 3. Com canvia la pressió si la mateixa força es reparteix en més superfície?

   Disminueix, perquè és inversament proporcional a la superfície. Per això les raquetes de neu eviten que t'enfonsis i un ganivet esmolat, amb poca superfície de tall, talla més.

4. 4. Què és la pressió atmosfèrica?

   La pressió que fa el pes de l'aire de l'atmosfera sobre tot el que hi ha a dins. Al nivell del mar val uns $101\,300\ \mathrm{Pa}$, és a dir, 1 atm.

5. 5. Equivalències entre atmosferes, mmHg i pascals?

   $1\ \mathrm{atm} = 760\ \mathrm{mmHg} = 101\,300\ \mathrm{Pa}$. A més, $1\ \mathrm{hPa} = 100\ \mathrm{Pa}$: la pressió normal són uns $1013\ \mathrm{hPa}$.

6. 6. Com varia la pressió atmosfèrica amb l'altitud?

   Disminueix: com més amunt ets, menys aire tens a sobre. Al cim d'una muntanya és més baixa que al nivell del mar.

7. 7. Com funciona el baròmetre de Torricelli?

   És un tub ple de mercuri, capgirat dins una cubeta. La pressió atmosfèrica aguanta dins el tub una columna de mercuri d'uns $760\ \mathrm{mm}$ d'alçada al nivell del mar.

8. 8. Fórmula de la pressió hidrostàtica dins un líquid?

   $p = d \cdot g \cdot h$: $d$ és la densitat del líquid ($\mathrm{kg/m^3}$), $g$ la gravetat ($\mathrm{m/s^2}$) i $h$ la profunditat (m). Surt en pascals.

9. 9. Error típic: la pressió en un punt d'un líquid depèn de la forma del recipient?

   No. Només depèn de la densitat del líquid, de $g$ i de la profunditat. Ni la forma del recipient ni la quantitat total de líquid hi compten.

10. 10. Quina és la pressió total a una profunditat $h$ dins un líquid obert a l'aire?

    $p = p_{\mathrm{atm}} + d \cdot g \cdot h$: a la pressió hidrostàtica hi sumes la de l'aire que hi ha sobre la superfície del líquid.

11. 11. Aproximadament, quant augmenta la pressió per cada $10\ \mathrm{m}$ de profunditat a l'aigua?

    Gairebé $1\ \mathrm{atm}$: $1000 \cdot 9{,}8 \cdot 10 \approx 10^5\ \mathrm{Pa}$. Per això un submarinista a $10\ \mathrm{m}$ suporta unes $2\ \mathrm{atm}$ en total.

12. 12. Què passa amb el nivell del líquid en uns vasos comunicants?

    Si els recipients estan oberts i tenen el mateix líquid, el nivell queda a la mateixa altura en tots, sigui quina sigui la seva forma.

13. 13. Què diu el principi de Pascal?

    La pressió que fas en un punt d'un fluid tancat es transmet igual a tots els punts del fluid i a les parets del recipient.

14. 14. Relació entre forces i superfícies en una premsa hidràulica?

    $\dfrac{F_1}{S_1} = \dfrac{F_2}{S_2}$: la pressió és la mateixa als dos èmbols, i la força queda multiplicada pel quocient de superfícies $\dfrac{S_2}{S_1}$, no pel de radis.

15. 15. Error típic: la premsa hidràulica multiplica l'energia?

    No. L'èmbol gran fa més força però es desplaça menys: el volum de líquid desplaçat és el mateix i el treball als dos èmbols és igual.

16. 16. Què diu el principi d'Arquimedes?

    Tot cos submergit en un fluid rep una empenta vertical cap amunt igual al pes del fluid que desallotja.

17. 17. Fórmula de l'empenta?

    $E = d_{\mathrm{fluid}} \cdot V_{\mathrm{sub}} \cdot g$. Compte: la densitat és la del fluid, no la del cos, i el volum és només el de la part submergida.

18. 18. Error típic: l'empenta depèn del pes del cos submergit?

    No: depèn del volum submergit i de la densitat del fluid. Un tros de ferro i un de suro del mateix volum, del tot submergits, reben la mateixa empenta.

19. 19. Què és el pes aparent d'un cos submergit?

    El que marca el dinamòmetre amb el cos dins el fluid: $P_{\mathrm{ap}} = P - E$. La diferència respecte del pes a l'aire és l'empenta.

20. 20. Com saps si un cos flotarà o s'enfonsarà en un líquid?

    Compares densitats. Si la del cos és menor que la del líquid, flota; si és més gran, s'enfonsa; si són iguals, queda en equilibri dins el líquid.

21. 21. Quina condició compleix un cos que flota en equilibri?

    L'empenta iguala el pes: $E = P$. Per això només queda submergida la part del volum que desallotja un pes de líquid igual al del cos.

22. 22. Per què un vaixell d'acer pot flotar si l'acer és molt més dens que l'aigua?

    Perquè el casc és buit: la densitat mitjana del vaixell, acer més l'aire de dins, és menor que la de l'aigua, i desallotja prou aigua per igualar-ne el pes.

23. 23. El principi d'Arquimedes també funciona en els gasos?

    Sí. Un globus d'heli puja perquè l'empenta de l'aire, que és més dens que l'heli, supera el pes del globus.

24. 24. Diferència entre pressió manomètrica i pressió absoluta?

    El manòmetre mesura quant per sobre de l'atmosfèrica és la pressió (manomètrica). La pressió absoluta és la manomètrica més l'atmosfèrica.