Υδροστατική πίεση - Ορισμός, τύποι, παραδείγματα προβλημάτων

τύπος υδροστατικής πίεσης

Ο τύπος για υδροστατική πίεση είναι P = ρghΑυτό δηλώνει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση μεταξύ του σημείου μέτρησης και της επιφάνειας του νερού, τόσο μεγαλύτερη είναι η υδροστατική πίεση σε αυτό το σημείο.

Υδροστατική πίεση είναι η πίεση που ασκείται από ένα υγρό προς όλες τις κατευθύνσεις σε ένα αντικείμενο λόγω της βαρυτικής δύναμης. Η υδροστατική πίεση θα αυξηθεί με το αυξανόμενο βάθος που μετράται από την επιφάνεια του υγρού.

Αυτό που πρέπει να ληφθεί υπόψη στην Υδροστατική Πίεση είναι η πυκνότητα ενός υγρού που χτυπά ένα αντικείμενο. Παραδείγματα που χρησιμοποιούνται συχνά είναι νερό και λάδι. Το νερό έχει πυκνότητα 1 g / cm2 ή 1000 kg / m2 και πυκνότητα 0,8 g / cm2 ή 800 kg / m2 λαδιού.

Λόγω της βαρυτικής δύναμης, το βάρος των σωματιδίων νερού θα πιέσει τα σωματίδια παρακάτω, και στη συνέχεια τα σωματίδια νερού παρακάτω θα πιέσουν το ένα το άλλο στο κάτω μέρος του νερού έτσι ώστε η παρακάτω πίεση να είναι μεγαλύτερη από την άνω πίεση.

Έτσι, όσο βαθύτερα βουτάμε από την επιφάνεια του νερού, τόσο περισσότερος όγκος νερού είναι πάνω μας με την επιφάνεια του νερού, έτσι ώστε η πίεση που ασκεί το νερό στο σώμα μας (υδροστατική πίεση) να είναι ακόμα μεγαλύτερη.

Τύπος υδροστατικής πίεσης

Η υδροστατική πίεση δεν επηρεάζεται από το βάρος του νερού, την επιφάνεια του νερού ή το σχήμα του δοχείου νερού. Η υδροστατική πίεση πιέζει προς όλες τις κατευθύνσεις. Η μονάδα πίεσης είναι Newtons ανά μέτρο τετράγωνο (N / m2) ή Pascal (Pa).

Ο τύπος υδροστατικής πίεσης είναι:

Ph = ρgh

  • Πη = Υδροστατική πίεση (N / m2 ή Pa) >> 1 atm = 1 Pa
  • ρ = πυκνότητα (km / m3)
  • g = Δύναμη βαρύτητας (m / s2)
  • h = βάθος αντικειμένου από την επιφάνεια του υγρού (m)
  • Πη = ρgh + Ρ
  • Π = Πίεση εξωτερικού αέρα (1 atm ή 76 cm Hg)

Όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση μεταξύ του σημείου μέτρησης και της επιφάνειας του νερού, τόσο μεγαλύτερη είναι η υδροστατική πίεση σε αυτό το σημείο. Αυτό φαίνεται στην παρακάτω εικόνα όπου όσο μεγαλύτερη είναι η στάθμη του νερού, τόσο μεγαλύτερη είναι η υδροστατική πίεση στο κάτω μέρος του δοχείου.

Διαβάστε επίσης: Τρίγωνο τύπος του Pascal [FULL] και παράδειγμα προβλήματος

Ως αποτέλεσμα, το νερό θα εκτοξευθεί περαιτέρω στο δοχείο στη δεξιά πλευρά επειδή η πίεση είναι υψηλότερη από το δοχείο στα αριστερά.

Ο τύπος της παραπάνω υδροστατικής πίεσης χρησιμοποιείται για την εύρεση της τιμής της υδροστατικής πίεσης σε ένα κλειστό δοχείο (για παράδειγμα: η πίεση σε ένα ορισμένο σημείο του νερού σε κλειστό μπουκάλι, δεξαμενή νερού ή κλειστό βαρέλι νερού).

Για τον υπολογισμό της συνολικής πίεσης σε ένα σημείο κάτω από την επιφάνεια του νερού σε ανοιχτές περιοχές, όπως λίμνες και θάλασσες και όλα τα ανοιχτά δοχεία / δοχεία, είναι απαραίτητο να προσθέσετε την ποσότητα της ατμοσφαιρικής πίεσης στον υπολογισμό.

Έτσι, η συνολική υδροστατική πίεση σε ανοικτές συνθήκες είναι ίση με την υδροστατική πίεση του νερού σε αυτό το σημείο συν την ποσότητα πίεσης που ενεργεί στην επιφάνεια του νερού η οποία διαμορφώνεται από:

τύπος υδροστατικής πίεσης

Οπου ΠΑΤΜ είναι ατμοσφαιρική πίεση (ατμοσφαιρική πίεση στο επίπεδο της θάλασσας ίση με ΠΑΤΜ = 1,01×105Pa)

Η αρχή του τύπου υδροστατικής πίεσης

Για να κατανοήσετε καλύτερα την αρχή του τύπου υδροστατικής πίεσης, εξετάστε την παρακάτω εικόνα.

τύπος υδροστατικής πίεσης
  • Η συνολική πίεση που λαμβάνεται από τον ψαρά είναι ίση με την ατμοσφαιρική πίεση (εάν δέχεται ατμοσφαιρική πίεση ανά πάσα στιγμή), έτσι ώστε Π1 = ΠΑΤΜ
  • Η συνολική πίεση που λαμβάνει ο κίτρινος δύτης είναι η ατμοσφαιρική πίεση συν η υδροστατική πίεση σε βάθος h2, έτσι ώστε Π2 = ργ2+ ΠΑΤΜ
  • Η συνολική πίεση που λαμβάνεται από τον δύτη με κόκκινο καπάκι είναι η ατμοσφαιρική πίεση συν η υδροστατική πίεση σε βάθος h3, έτσι ώστε Π3 = ργ3+ ΠΑΤΜ

Επειδή h3 > η2, τότε Ρ3 > Σ2

Παραδείγματα προβλημάτων υδροστατικής πίεσης

Παράδειγμα Πρόβλημα 1

Ένα ψάρι κολυμπά σε ένα ενυδρείο. Το ψάρι βρίσκεται 50 cm από την επιφάνεια του ενυδρείου. Τι υδροστατική πίεση δέχονται τα ψάρια;

(πυκνότητα νερού = 1000 kg / m3 και επιτάχυνση λόγω βαρύτητας 10 m / s2)

Επίλυση:

Είναι γνωστό :

  • h = 50 cm = 0,5 m
  • ρ = 1000 kg / m3
  • g = 10 m / s2

Ερωτηθείς : Ph;

Απάντηση:

  • Ph = ρ.g.h

    Ph = 1000 x 10 x 0,5

    Ph = 5000 Pa.

Διαβάστε επίσης: Επιστολή υπηρεσίας: Ορισμός, χαρακτηριστικά και παραδείγματα [ΠΛΗΡΕΣ]

Έτσι, η υδροστατική πίεση που δέχεται το ψάρι είναι 5000 pascals.

Παράδειγμα Πρόβλημα 2

Ένας δύτης κάνει μια βουτιά σε βάθος 10 m κάτω από την επιφάνεια του νερού. Εάν η πυκνότητα του νερού είναι 1.000 kg / m3 και η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας είναι 10 m / s2, τότε βρείτε και προσδιορίστε την υδροστατική πίεση που βιώνει ένας δύτης!

Επίλυση:

Είναι γνωστό :

  • h = 10 μ
  • ρ = 1.000 kg / m3
  • g = 10 m / s2

Ερωτηθείς ? =…..?

Απάντηση:

  • Ρ = ρ. σολ. η
  • Ρ = 1.000. 10. 10
  • Ρ = 100.000 N / m2

Ετσι, Η εμπειρία της υδροστατικής πίεσης είναι = 100.000 N / m2

Παράδειγμα πρόβλημα 3

Ένα ψάρι βρίσκεται σε υδατόλουτρο όπως στην παρακάτω εικόνα:

Εάν η πυκνότητα του νερού είναι 1.000 kg / m3 και η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας είναι 10 N / kg, η υδροστατική πίεση που λαμβάνεται από το ψάρι είναι… .;

A. 6.000 N / m2

Β. 8.000 N / m2

Γ. 10.000 N / m2

Δ. 14.000 N / m2

Επίλυση:

Θυμάμαι! Το βάθος μετράται από την επιφάνεια του υγρού.

Είναι γνωστό :

Εύρεση του βάθους (h)

h = 140cm - 60cm = 80cm = 0,8 cm

Ερωτηθείς: Υδροστατική πίεση (Ph);

Απάντηση:

  • PH = ρ g h

    = 1.000 Χ 10 Χ 0.8

    PH = 8.000 N / m2

Απάντηση: Β

Παράδειγμα Πρόβλημα 4

Η ατμοσφαιρική πίεση της στάθμης της θάλασσας είναι 1,01 x 105 Pa. γιατί δεν νιώθουμε την ατμοσφαιρική πίεση να πιέζει τα σώματά μας;

α) Η δύναμη της βαρύτητας αναιρεί την αίσθηση της πίεσης

β) Έχουμε συνηθίσει την ατμοσφαιρική πίεση από τότε που γεννηθήκαμε

γ) Τα υγρά στο σώμα μας ωθούν έξω από το σώμα με την ίδια δύναμη

δ) Η ποσότητα της ατμοσφαιρικής πίεσης θεωρείται μηδενική λόγω της βαρύτητας

Επίλυση:

Η σωστή απάντηση είναι C.

Το αίμα και τα υγρά στο ανθρώπινο σώμα ασκούν πίεση ίση με την ατμοσφαιρική πίεση έξω από το σώμα. Επειδή η πίεση που πιέζει προς τα έξω στο σώμα είναι η ίδια με την ατμοσφαιρική πίεση που πιέζει το σώμα, δεν αισθανόμαστε πίεση στην πίεση του σώματός μας

Αυτή είναι μια εξήγηση του τύπου για την υδροστατική πίεση και ένα παράδειγμα εφαρμογής του τύπου. Μπορεί να είναι χρήσιμο.

Πρόσφατες δημοσιεύσεις

$config[zx-auto] not found$config[zx-overlay] not found