Kategória: fizika
közzétett: szeptember 14, 2015
levegő nem törje le. Mint egy folyadék, a levegő áramlik körülötted, és megpróbálja összetörni téged. Szerencsére általában ugyanolyan nyomás van a test belsejében, amely kifelé nyomódik, mint a testen kívüli légnyomás, amely befelé tolódik. Ezek általában megszünteti, ami azt jelenti, hogy nincs általános erő rád, és nem kap zúzott. Még akkor is, ha a belső és külső nyomás nem szünteti meg egymást, a bőr, az izmok és más szövetek általában elég erősek és rugalmasak ahhoz, hogy ne sérüljenek meg az erő által.
Állj kint egy mezőn, és nézz egyenesen felfelé. Egy száz kilométeres levegőoszlopot nézel, amelyet a gravitáció lehúz feléd. Bár a levegő nagyon csekély a többi anyaghoz képest, valóban atomokból áll, sőt tömege van. Mint ilyen, a levegőt a gravitáció húzza le, mint minden mást, amelynek tömege van. Lehet, hogy egy maroknyi levegőnek nincs sok tömege, de száz kilométernyi levegő más történet. Ha egy méteres négyzetmétert rajzol a földre (ami a hűtőszekrény lábnyomáról szól), akkor az összes levegő közvetlenül ezen a téren összesen körülbelül tízezer kilogramm. A Föld gravitációja miatt ez a tömeg körülbelül húszezer Font erővel nyomja le a négyzetmétert, ami megegyezik egy üres iskolabusz súlyával. Más szavakkal, ha egy üres iskolabuszt helyezne egy négyzetméteres talapzatra (hogy az erőt a megfelelő területre összpontosítsa), akkor a talapzat alatti talajfolt ugyanolyan súlyt tapasztalna a buszból, mint általában a levegőből.
most rajzoljon egy hüvelyk egy hüvelyk négyzetet a vállára. A közvetlenül a négyzet felett lévő száz kilométernyi levegő össztömege 7 kilogramm. A föld gravitációjának hatására ez a tömeg körülbelül 15 font erővel nyomja le a váll négyzetcentiméterét. Ez ugyanaz, mint egy nagy bowling golyó súlya. Más szavakkal, a levegő ugyanolyan keményen nyomja le a vállán lévő négyzetcentimétert, mintha egy nagy bowling golyó ült volna azon a négyzetcentiméteren, és nincs légkör. Továbbá, nincs semmi különös abban a négyzetcentiméterben a vállán. A test felszínén minden négyzetcentiméter úgy érzi, hogy 15 font nyomja rá a légkör levegője miatt. Például, ha a tenyerének felülete 10 négyzet hüvelyk (ami tipikus érték), akkor a levegő teljes erővel nyomja a tenyerét, amely megegyezik a 10 nagy bowling golyó súlyával. De miért nem érzed? Ez biztosan nem érzem, mintha folyamatosan tartja 10 nagy bowling golyó a tenyerében. A válasz az, hogy a levegő folyadék.
folyadékként a levegő képes minden irányba áramolni és bármilyen formát ölteni. Ennek során a levegő súlya nyomóerejét minden irányba továbbítja, akár felfelé is. Tartsa a kezét tenyérrel felfelé. Bár igaz, hogy a levegő 10 bowling golyó erejével nyomja le a tenyerét, ugyanakkor a levegő 10 bowling golyó erejével nyomja fel a kezed hátulját. Ennek eredményeként a teljes kéz teljes ereje nulla. Az egyes felületek (a kéz felső és alsó része) érzik a légnyomást, de a kéz egésze nem tapasztal nettó erőt a légkörből. Ezért nem érzi úgy, hogy folyamatosan tíz bowlinggolyót húz a tenyerében, ezért a fölötted lévő száz kilométernyi levegő nem szorítja a kezét a földre. Hasonlóképpen, bár a levegő több száz font erővel nyomja le a fejed tetejét, több száz font erővel nyomja fel az állát és a nyakát is. Ennek eredményeként a fejed nem zúzódik le a járdán. Ily módon a levegő folyékony jellege úgy teszi, hogy a légkör súlya mindenhol rád nyomja, de nem nyomja le.
a kézen lévő erők megszüntetése csak akkor történik meg, ha a légköri levegő eléri mind a tenyerét, mind a kezét. Ha eltávolítja a levegőt, hogy nyomja fel a kezét, nem lesz többé a törlését erők és meg fogja tapasztalni 10 bowling golyó érdemes súlya a kezét összességében. Ezt részben megteheti egy rendkívül erős vákuumgép bekapcsolásával, miközben a tömlő végén lévő nyílást közvetlenül a kézfejéhez nyomja. A vákuumgép szívja és eltávolítja a levegőt, amely a kezed hátsó részén nyomódott, lehetővé téve a kezed számára, hogy a tenyerén érezze a Légnyomás lefelé irányuló erejét. Valószínűleg úgy írná le ezt az élményt, hogy a tömlő leszívja a kezét felé, ezért azt mondaná, hogy az az erő, amelyet a keze összességében érez, a tömlő által kifejtett húzóerő. A valóságban a kéz fölötti levegő súlya lefelé nyomja a kezét a vákuumtömlő felé, és ez az erő forrása.
bármikor, amikor szívásról beszélünk, valójában azt értjük, hogy eltávolítjuk a levegőt egy tárgy egyik oldaláról, hogy a légkörben lévő levegő hatalmas súlyát az objektum összességében megtapasztalhassa anélkül, hogy törölnék. Bármikor, amikor nehezen tudta eltávolítani a tapadókorongot az ablakból,az a rezisztív erő, amelyet tapasztal, szó szerint a légkör levegőjének súlya, amely az üveghez nyomja. Ha a tapadókorong nagy és jó tömítéssel rendelkezik, akkor nem lesz elég erős ahhoz, hogy közvetlenül lehúzza a csészét. Egyszerűen fogalmazva, nem vagy elég erős ahhoz, hogy ellenálljon a tapadókorongot az üveghez zúzó levegő erejének. A tapadókorongot azonban könnyen leveheti az ablakról, ha hagyja, hogy a légköri levegő a tapadókorong másik oldalára kerüljön. Szúrjon egy ceruzát vagy csapot a csésze és az üveg közé, hogy megtörje a tömítést, ezáltal hagyja, hogy a levegő áramoljon a tapadókorong mögött. Amint ez megtörténik, a csészén lévő erők a levegőből mindkét oldalon kioltják egymást, és a csészét már nem törik össze az üveggel. Ezeket a fogalmakat szem előtt tartva most nyilvánvalónak kell lennie, hogy a tapadókorongok nem működnek a tér vákuumában.
még akkor is, ha a kéz hátsó részén lévő levegő ereje megszünteti a tenyerén lévő levegő erejét, a kezed még mindig összezúzódik a két ellentétes erő között. Szerencsére a kéz belsejében kifelé irányuló nyomás is van, amely megszünteti a Légnyomás befelé irányuló erejét. Ennek eredményeként nincs nettó erő a kezed felületén. A belső nyomást nem a levegő, hanem a csapdába esett víz okozza. A test belső nyomását úgy hozzák létre és tartják fenn, hogy félig merev sejtek vannak, amelyeket vízzel pumpálnak fel a víz és az ionok, például a nátrium közötti kémiai vonzó erők felhasználásával. Minden cella egy kicsit olyan, mint egy vízballon. Ha vizet pumpál egy ballonba, a belső víznyomás kiolthatja a külső légnyomást, és a ballon megtartja alakját anélkül, hogy összetörne.
ha a tartályt légmentesen lezárja, majd csökkenti annak belső nyomását, hogy a törlési hatás megszűnjön, a légköri levegő súlya valóban elég erős ahhoz, hogy befelé összetörje a tartályt. Vegyünk például egy üres fém hordót, és melegítsük fel a kupakkal, hogy a hordó belsejében lévő levegő felmelegedjen, kitáguljon, és részben kiszivárogjon. Most helyezze szorosan a kupakot, és helyezze a hordót egy jégmedencébe. Ahogy a hordóban maradt levegő lehűl, elveszíti a nyomását, és már nem képes megszüntetni a hordón kívüli légnyomást. Ennek eredményeként a hordó összeomlik.
vegye figyelembe, hogy még akkor is, ha a belső testnyomás és a külső Légnyomás nem pontosan egyenlő, és ezért nem szünteti meg egymást, a test legtöbb szövete elég erős ahhoz, hogy ellenálljon a keletkező nettó erőnek. Például, ha egy embert űrruha nélkül helyezünk a tér vákuumába, akkor a rendszeres belső testnyomás lesz, de nincs külső légnyomás, amely kioltaná. E különbség ellenére egy ilyen személy nem fog felrobbanni, mivel a bőr elég erős ahhoz, hogy ellenálljon a nyomásnak. A vákuum expozíció valóban károsítja az embereket, sőt néhány perc múlva halált is okoz, de nem okozza az emberek felrobbanását a nyomáskülönbség miatt.
témák: levegő, Légnyomás, légkör, nyomás