წნევა, მაგრამ რა არის წნევა?

სიტყვა ზეწოლა ჩვენს ყოველდღიურ ცხოვრებაშია ნათქვამი, მაგრამ მას შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული მნიშვნელობა. ეს შეიძლება ნიშნავდეს დიდებას ფიზიკური რაზეც ვაპირებთ ყურადღებას გავამახვილოთ ამ სტატიაში, მაგრამ ეს ასევე შეიძლება ნიშნავდეს: უხერხულ გავლენას, რომელიც აიძულებს ვინმეს რაიმე გააკეთოს (Michaelis Dictionary). ამ თვალსაზრისით, ჩვენ ვხედავთ SPORTV-ის მიერ მომზადებულ მოხსენებას რიო-2016-ის პარაოლიმპიადის მონაწილე სპორტსმენ ვერონიკა იპოლიტოზე.

მსუბუქი, ვერონიკა იპოლიტო არც კი ფიქრობს ხალხმრავლობაზე და ზეწოლაზე რიოში: "გულგრილი"

სპრინტერი, რომელიც პარაოლიმპიადაზე ოთხი მედლისთვის იბრძოლებს, გარანტიას იძლევა, რომ არ იქნება
ოჯახისა და მეგობრების ყოფნა, რომელიც შეგაწუხებთ: „ყველაფერს გავაკეთებ“.

ბრაზილიის ერთ-ერთი საუკეთესო სპორტსმენი რიოს 2016 წლის პარაოლიმპიურ თამაშებზე, რომელიც 7 სექტემბერს დაიწყება. ვერონიკა იპოლიტო უფრო მსუბუქ ღიმილს ატარებს სახეზე, ვიდრე ცოცხალის სახეზე

დაჭერილი მედლების მოსაპოვებლად. აუდიტორიის წინაშე, რომელსაც ეყოლება ოჯახი და მეგობრები, ის გარანტიას იძლევა, რომ ეს ტვირთი არ იქნება და ჰპირდება, რომ გააკეთებს თავის საქმეს, მიუხედავად იმისა, თუ ვინ იქნება ტრიბუნაზე. ყველაზე ცნობილი ადამიანების გარეგნობაც კი არ აიძულებს მას შეცვალოს ის, რასაც აკეთებდა ტრასებზე, ამის გარანტიას იძლევა ის SporTV.

წნევა, როგორც ფიზიკური სიდიდე, განისაზღვრება, როგორც ძალა ერთეულ ფართობზე.

P= F/A, ძალა, რომელიც მოქმედებს ზედაპირზე, უნდა იყოს ამ ზედაპირის პერპენდიკულარული. იხილეთ ილუსტრაცია ქვემოთ.

F ძალას აქვს θ დახრილობა ვერტიკალურთან და, მაშასადამე, მისი კომპონენტი ამ მიმართულებით Fy მოცემულია Fy =F.cosθ-ით, ამ შემთხვევაში Fy არის ზედაპირის პერპენდიკულარული ძალა (ფართობი A).

ფიზიკური სიდიდის წნევას აქვს რამდენიმე საზომი ერთეული, მაგრამ SI-ში გამოხატული არის N/m2 = Pa (1 ნიუტონი/კვადრატული მეტრი უდრის 1 პასკალს).

SI-ში	CGS	MKS-ში	სხვა ერთეულები
ნ/მ2 =პა (პასკალი)	დინ/სმ2	კგფ/მ2	ატმოსფერო (ატმოსფერო)mmHg (მმ ვერცხლისწყალი)

სავარჯიშო/მაგალითი

რამდენ წნევას ახდენს იატაკზე 70 კგ-იანი ადამიანი. დავუშვათ, რომ ფეხის ძირების ფართობია 150 სმ2.

რეზოლუცია:

თუ ვივარაუდებთ, რომ ადამიანის წონა თანაბრად იყოფა ორ ფეხს შორის, მაშინ:

P=m.g =70 კგ.10m/s2 =700N, თითოეულ ფეხზე არის 350N ძალა და ამიტომ ტერფების წნევა იატაკზე არის P= F/A, P= 350N/150×10-4m2.

P= 2.33x104N/m2 = 2.33x104 Pa.

ვნახოთ წნევის რამდენიმე ტიპი, რომლებიც დაკავშირებულია ზემოთ განხილულ ფიზიკურ რაოდენობასთან.

Ატმოსფერული წნევა

ყოველთვის, როცა ვსაუბრობთ წნევაზე ფიზიკური სიდიდის გაგებით, უნდა გვახსოვდეს, რომ ეს არის თანაფარდობა ძალასა და იმ ფართობის ზომას შორის, რომელშიც ძალა მოქმედებს პერპენდიკულურად. ა ატმოსფერული წნევა შეესაბამება ამ სითხეში ჩაძირულ სხეულებზე ჰაერის წონას.

ევანგელისტა ტორიჩელი იყო ის, ვინც გაზომა ატმოსფერული წნევა ექსპერიმენტის საშუალებით, რომელშიც მან გამოიყენა ვერცხლისწყალი (Hg) ქოთანში და დაღვარა მილიც ამ ლითონთან ერთად ამ ქვაბში. ვერცხლისწყლის სიმაღლე, რომელიც წარმოიქმნა და რომელიც არ დაიღვარა ღუმელში, მისი თქმით, იყო იმის გამო, რომ ღუმელზე ჰაერის წნევა არ ტოვებდა სვეტს. ვერცხლისწყალი ჩამოდის და ეს წნევა განისაზღვრა, როგორც 1atm (ერთი ატმოსფერო) და რომელიც შეესაბამება მილის სიმაღლეს, რომელიც იყო 760 მმ Hg (760 მმ) მერკური). ექსპერიმენტი ჩატარდა ზღვის დონეზე. რაც უფრო მაღალია სიმაღლე, მით უფრო თხელია ჰაერი, ანუ ნაკლებად მკვრივი და დაბალი წნევა.

ატმოსფერული წნევის ეფექტი

როდესაც გექნებათ თვითმფრინავით მგზავრობის შესაძლებლობა, გააკეთეთ შემდეგი: აიღეთ ბოთლი მინერალური წყალი პლასტიკური ჩანთა, რომელიც ცარიელია და გახსენით იგი, ჯერ კიდევ თვითმფრინავში მიწაზე და ღია კარებით, დახურეთ იგი მაშინ. როდესაც თვითმფრინავი საკრუიზო სიმაღლეზეა (10000 მ) თქვენ ნახავთ, რომ ბოთლი სავსეა, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ იყო წნევის ცვალებადობა.

სინამდვილეში, თვითმფრინავის შიდა წნევა შემცირდა და იმის გამო, რომ ბოთლის შიგნით წნევა არ შეცვლილა, ბოთლი მიდრეკილია ამობურცვისკენ. მიუხედავად იმისა, რომ თვითმფრინავის სალონში არის ზეწოლა, რომ იგივე წნევა შეინარჩუნოს აფრენის დროს, ის ყოველთვის უფრო დაბალია და ამიტომ ბოთლის შიდა წნევა ამ დროს უფრო დიდია. საპირისპირო მოხდება, თუ დაიწყებთ ექსპერიმენტის ჩატარებას, როდესაც თვითმფრინავი 10000 მეტრზეა.

გიფიქრიათ ოდესმე ატმოსფერული წნევის ეფექტზე, როცა გაზიან სასმელს ჩალის მეშვეობით ვსვამთ? ჩალის წოვისას თქვენ ამოიღებთ ჰაერს შიგნიდან, რაც იწვევს შიდა წნევის შემცირებას. შემდეგ გარე ატმოსფერული წნევა მაცივრის ზედაპირზე უბიძგებს სითხეს ჩალის.

სავარჯიშო/მაგალითი

რამდენია 1 ატმ წნევა SI-ში?

გამოსავალი:

კარგად, ჩვენ ზუსტად ვიცით, რომ:

და რომ ვერცხლისწყლის სვეტის წონა მოცემულია P=m.g-ით, სადაც სიმკვრივე მოცემულია: d=m/v და, შესაბამისად, m=d.v.

მაგრამ Hg= 13,6გ/სმ3 სიმკვრივე, შესაბამისად h სიმაღლის სვეტის გამო ვერცხლისწყლის მასის გამოთვლა მოცემულია: m= d. (A.h), სადაც A არის მილის ფუძის ფართობი და h არის ცილინდრის სიმაღლე და (Ah) შეესაბამება მოცულობას.

ასე რომ, ვერცხლისწყლის სვეტის წნევა იქნება P= 13,6გ/სმ3. (10მ/წ2). (760 მმ), რომელიც ყველაფერს SI განყოფილებაში ვაყენებთ:

P=(13.6.10-3კგ/10-6მ3).(10მ/წ2). (760,10-3მ) =
={ [13,6 კგ. (1̸0-6). 10m/s2].760m}/1̸0-6 m3=136(kg.m/s2).760̸m/m̸3=136N.(760/m2)
P=1.0336x105N/მ2. ასე რომ, 1atm არის დაახლოებით 1x105N/m2=1x105Pa.

წნევა სითხეში მოსვენებულ მდგომარეობაში (სტატიკური წნევა)

სითხეში წნევა შეესაბამება მასში ჩაძირულ ნებისმიერ სხეულზე ზეწოლას. როდესაც ვსაუბრობთ სითხეზე, ეს შეიძლება იყოს ჰაერი ან ნებისმიერი სითხე. ნებისმიერი სითხის შიგნით წნევა მოცემულია: P=p0+ρgh, სადაც p0 არის სითხის გარეგანი წნევა, d არის სითხის სიმკვრივე, g სიმძიმის აჩქარება და h შეესაბამება ზედაპირის სიმაღლეს.

Სისხლის წნევა

არტერიული წნევა წარმოიქმნება გულის კუნთების შეკუმშვისგან (სისტოლური წნევა) და რელაქსაციისგან (დიასტოლური წნევა). როდესაც გული სისხლს ტუმბოს, ის იძენს სიჩქარეს არტერიების შიგნით, რაც იწვევს მათზე ზეწოლას.

თუ ათეროსკლეროზის (კედლებში ცხიმის დაგროვება) გამო არტერიების შიდა დიამეტრის დაქვეითება მოხდება. წნევის მატება, რადგან სისხლი შეამცირებს მის ნაკადს ამ რეგიონში, რამაც შეიძლება ზიანი მიაყენოს არტერიებს შეფერხება.

თვალის წნევა

ნორმალური წნევა თვალებში არის დაახლოებით 12 მმ ვვწყ.სვ-დან 21მმვვწყ.სვ-მდე, როდესაც ის იზრდება, შეიძლება მიაღწიოს 70მმვვწყ.სვ-მდე და შეიძლება გააუარესოს მხედველობა და გამოიწვიოს სიბრმავე. ადამიანს, რომელსაც აქვს მაღალი წნევა თვალებში, ეწოდება გლაუკომა. არსებობს გლაუკომის რამდენიმე სახეობა, რომელიც იწვევს თვალშიდა წნევას, ძირითადად აზიანებს მხედველობის ნერვს და ბადურას.

ნივიო ბერნარდო
მაგისტრის ხარისხი ფიზიკის სწავლებაში
ვისწავლოთ ფიზიკა