Hidrostatski pritisak

Pritisak u tekućinama - hidrostatski pritisak uzrokuje težina same tekućine; u tekućinama pritisak djeluje jednako na sve strane i povećava se sa dubinom.
Hidrostatski pritisak izračunat' ćemo tako da težinu tekućine podijelimo s vodoravnom površinom na koju tekućina djeluje. Dakle, hidrostatski pritisak je srazmjeran gustoći tekućine, dubini na kojoj se ona nalazi i ubrzanju sile teže.

Gustoća mora iznosi približno 1.000 kg/m³, ubrzanje sile teže je približno 10 N/kg, tako da se prema gornjem izrazu može izračunati da se za svakih 10 metara dubine hidrostatski pritisak poveća za 100.000 Pa, što je jednako 1 bar. Zakon o spojenim posudama nam govori da je visina stupca tekućine u spojenim posudama uvijek jednaka. U spojenim posudama se tekućina može slobodno kretati iz jedne posude u drugu.

Uzgon

Na tijela uronjena u tekućinu djeluje Zemlja silom težom i tekućina uzgonom. Dakle, tekućina djeluje silom i istiskuje tijelo. Ta se sila naziva sila uzgona, uzgon i usmjerena je prema gore. Zbog toga je npr. težina utega manja u vodi nego u zraku, zbog uzgona takođe brod pliva na vodi. Sila uzgona nastoji podignuti tijelo iz vode. Javlja se zbog različitog hidrostatskog pritiska ispod tijela i iznad njega. Uzgon je sila kojom tekućina nastoji istisnuti tijela koja su u nju uronjena, a suprotne je orijentacije od sile teže.

Uzgon ovisi o obimu uronjenog dijela tijela i o gustoći tekućine u kojoj se tijelo nalazi.
Sila uzgona je veća ako, recimo, posolimo tekućinu u koju uranjamo tijelo i povećamo joj gustoću.

1. Tijelo će potonuti kada je sila teže veća od sile uzgona. Tijelo tone kada je težina tijela veća od sile uzgona koja na njega djeluje.
2. Kada je sila teže jednaka sili uzgona, tada je ukupna sila na tijelo jednaka nuli te je tijelo u ravnoteži, bez obzira na to gdje se nalazilo unutar tekućine. Tada tijelo pliva. Takođe, tada tijelo i lebdi u tekućini.
3. Kada je tijelo potpuno potopljeno, moramo ga pridržavati kako se ne bi kretalo prema gore. Kada tijelo pustimo, ono će izranjati iz tekućine i plivati. Tijelo će izranjati sve dok se sila uzgona ne smanji na iznos sile teže, tj. dok se ne uspostavi ravnoteža. Tada su te dvije sile jednake. Izranjanjem se smanjuje potopljeni dio volumena tijela, a time i uzgon. Tijelo će izranjati sve dok se sila uzgona i sila teže ne izjednače.

I zrak je fluid pa uzgon postoji i u zraku, ali njegovo djelovanje zbog male gustoće zraka zanemarujemo. Sila uzgona djeluje na balon s toplim zrakom pa on uzlijeće.

Ove zakonitosti otkrio je grčki fizičar, astronom i matematičar Arhimed, po njemu su nazvane Arhimedovim zakonom. Tekućina istiskuje uronjeno tijelo silom uzgona koja je iznosom jednaka težini tekućine što je tijelo istisne. Dakle, uzgon na uronjeno tijelo ima jednak iznos kao težina istisnute tekućine. Uzgon ovisi samo o gustoći tekućine i o volumenu tijela, a ne ovisi o obliku tijela. Tijelo uronjeno u tekućinu istisnut' će onoliki volumen tekućine koliko iznosi volumen tijela. Ako je tijelo samo djelimično uronjeno, tada je volumen u izrazu za silu uzgona zapravo volumen uronjenog dijela tijela.

Hidraulički pritisak

Pritisak u tekućini izazvan djelovanjem vanjske sile širi se kroz tekućinu jednako u svim smjerovima. Ovaj se pritisak naziva hidraulički pritisak, što opisuje Pascalov zakon. Na principu Pascalovog zakona rade hidrauličke prese i dizalice. Kada djelujemo silom F1 na manji klip površine A1, hidrauličkom tekućinom prenosi se pritisak na veći klip površine A2 i tada dobivamo veću silu F2. Koliko je puta površina drugog klipa veća, toliko je puta i sila na tom klipu veća; veća sila pokreće veći klip.

Energija, rad i snaga

Energija

Energija je svojstvo tijela da obavi rad i njezine učinke vidimo u kretanju tijela i međudjelovanju tijela, fizička je veličina. Oznaka za energiju je veliko slovo E. Mjerna jedinica za energiju je džul, oznaka je veliko slovo J, prema engleskom fizičaru Jamesu Prescottu Jouleu, koji je povezao toplinu i mehanički rad, što je rezultiralo zakonom o očuvanju energije i prvim zakonom termodinamike.

Izvor energije može biti tijelo koje se kreće ili ima mogućnost kretanja.
Kretati se mogu tijela koja se nalaze pod djelovanjem sila kao što su gravitacijska sila, elektromagnetska sila, nuklearna sila itd.
Postoje različiti izvori energije.

Kretanje Mjeseca uzrokuje energiju plime i oseke mora. Energiju valova mora, energiju vjetra, energiju vode, energiju strujanja mora, Sunčevu toplinu i energiju fosilnih goriva uzrokuje Sunce. Geotermalnu energiju mogu uzrokovati hemijski procesi unutar atoma u unutrašnjosti Zemlje. Postoji i energija koja nastaje pretvorbom hrane u našem organizmu kojom se koristimo za život i rad, a nazivamo je hemijskom energijom. Hemijska energija pohranjena je i u nafti, takođe.

Fosilna goriva (ugljen, nafta i prirodni plin) trenutno su najvažniji izvori energije na Zemlji i nazivamo ih neobnovljivim izvorima energije jer se ne obnavljaju, odnosno ne mogu trajati vječno. Fosilna goriva štetna su za okoliš, a jedan od najvećih negativnih efekata upotrebe fosilnih goriva je globalno zatopljenje.
Obnovljivi izvori energije su energija vjetra, solarna energija, energija vode, energija biomase i geotermalna energija skrivena u tlu Zemlje. Ovo je energija koje ima u izobilju i trebalo bi je što više iskorištavati. Energija vode energija je kretanja vode koju u hidroelektranama i elektranama na plimu i oseku pretvaramo u druge oblike energije.

Postoje takođe i različiti oblici energije.

Kinetička energija je energija koju tijelo ima dok je u stanju kretanja. Ona ovisi o masi i brzini tijela.

Energije koje tijela ili čestice imaju dok su u međudjelovanju, nazivaju se:
· gravitacijska potencijalna energija
· elastična potencijalna energija
· nuklearna energija
· električna energija
· hemijska energija
· unutarnja energija
· toplinska energija itd.

Tijelo mase m koje se nalazi na visini h iznad površine Zemlje ima gravitacijsku potencijalnu energiju.
Elastična potencijalna energija jeste energija pohranjena u elastičnim tijelima kojima je oblik promijenjen zbog djelovanja neke vanjske sile.