Hopp til innhald
Nynorsk

Emne

Hydrauliske væsker og materiale

Fagstoff
Interaktivt innhald

Hydrostatikk

Kan væske som står i ro, påverke omgivnadene med eit trykk? Ja, og læra om det kallar vi hydrostatikk.

Men kva er eigentleg hydrostatikk?

Kva er hydrostatikk?

Hydrostatikk er teorien om korleis væsker oppfører seg i ro og korleis dei blir påverka av krefter og trykk. Det omfattar eigenskapar som væsketrykk, flyteeigenskapar og krefter som verkar på gjenstandar nedsenka i væske.

Grunnleggande prinsipp

Hydrostatikk er basert på fleire grunnleggande prinsipp som gir innsikt i korleis væske oppfører seg når ho ikkje er i rørsle. I væske kan molekyla og kvar enkelt del flytte seg i forhold til kvarandre. Slik flytting skaper ein viss friksjon, og det kan igjen utvikle varme.

Under ser du nokre av dei viktigaste prinsippa.

Grunnleggande prinsipp i hydrostatikkEN

Prinsipp

Forklaring

Pascals lovPascals lov er eit sentralt prinsipp i hydrostatikken. Ho seier at når ei væske er i ro, blir trykket jamt fordelt i alle retningar. Det betyr at trykkendringar i ei væske blir overført uendra til alle delar av væska, og trykker på omgivnadene med same kraft.
VæsketrykkVæsketrykk er krafta ei væske utøver på eit område. Det er proporsjonalt med tyngdekrafta, kor tett væska er og kor høg væskesøyla er. Jo djupare ein gjenstand er nedsenka i ei væske, desto større blir trykket han blir utsett for.
Arkimedes' prinsippArkimedes' prinsipp seier at ein kropp som er nedsenka heilt eller delvis i ei væske, opplever ei oppdriftskraft lik vekta av den fortrengde væska. Prinsippet forklarer kvifor gjenstandar søkk eller flyt i ei væske.
Formel for hydrostatisk trykk

Tenk deg ein firkanta boks som er fylt opp med væske og ligg heilt i ro, til dømes ein hydraulikktank. Vekta av væska utøver eit trykk på boksen, og dette trykket verkar nesten likt på alle overflatene.

Sidan tyngdekrafta er ein faktor, kan det likevel vere ein mikroskopisk forskjell på trykket øvst og nedst i boksen. Det kan vi rekne ut matematisk.

Formelen for hydrostatisk trykk er:

P = ρgh

der

  • P er det hydrostatiske trykket (i Pascal)

  • ρ er massetettleiken til væska (i kilo per kubikkmeter)

  • g er tyngdeakselerasjonen (i meter per sekund i andre)

  • h er høgda av vatnet over (eller djupna til boksen, i meter)

Som døme kan vi bruke:

ρ = 0.860g/cm³ = 860 kg/m3 (døme, massetettleik for hydraulikkolje)

g = 9.81 m/s2

h = 50 meter over havet

P = 860 kg/m3 * 9,81 m/s2 * 50 meter = 417 530 Pa

Dette kan du rekne om til bar ved å dele summen på 100 000, og du får trykket 4,17 bar.

Bruk av hydrostatikk

Hydrostatikk i forbindelse med arbeid med hydrauliske anlegg handlar altså om korleis hydraulikkvæske oppfører seg når ho blir pressa gjennom røyr og kanalar. Du kan samanlikne dette med det å forstå korleis vatn flyt i ei elv eller gjennom eit røyr når du opnar ei kran.

Når du bruker hydraulikk i industrien, bruker du denne kunnskapen om hydrostatikk til å kontrollere og manipulere væsker for å utføre eit ønskt arbeid. Når du til dømes trykker på ein knapp for å løfte noko tungt med ei hydraulisk kran, bruker du hydrostatikk til å få væska til å flytte rett veg og løfte den tunge gjenstanden. Det handlar altså om å forstå korleis væske oppfører seg under trykk og korleis du kan bruke det til å få jobben gjort.

Du må òg kjenne til og ta omsyn til ulike hydrostatiske prinsipp når du skal konstruere, utvikle og bygge hydraulikkanlegg. Det same gjeld dersom du skal halde ved like, reparere eller forbetre eksisterande hydraulikkanlegg.

Bruk av hydrostatikk

Bruksområde

Forklaring

HydraulikkHydrostatikk bruker vi i hydrauliske system der væsketrykket blir utnytta til å generere og overføre krefter. Dette blir brukt i ulike maskiner og apparat, til dømes hydrauliske presser, bremser, heisar og styresystem.
Vassforsyning og avløpssystemHydrostatikk er avgjerande for vassforsyningssystem som bruker trykket i vassrøyr til å distribuere vatn til ulike område. Avløpssystem bruker òg hydrostatikk for å sikre rett strøyming og avleiing av avfallsvatn.
Damp- og vasskraftHydrostatikk blir brukt i damp- og vasskraftverk for å utnytte den potensielle energien i vatnet til å generere elektrisitet. Vatnet i store demningar blir halde under trykk, og når vi slepper det ut, beveger det seg gjennom turbinar og driv generatorar.
Geofysiske fenomenHydrostatikk speler ei rolle i studiet av geofysiske fenomen som atmosfærisk trykk, havstraumar og grunnvassnivå. Forståinga av hydrostatikk hjelper forskarar med å analysere og føreseie korleis væske oppfører seg i naturlege system.

Kontrollspørsmål

Skrive av Roger Rosmo.
Sist oppdatert 30.04.2024