Hidrostatički tlak - definicija, formule, primjeri problema

formula hidrostatskog tlaka

Formula za hidrostatički tlak je P = ρgh , to kaže da je što je veći razmak između točke mjerenja i vodene površine, hidrostatički tlak u toj točki veći.

Hidrostatički pritisak je pritisak koji tekućina vrši u svim smjerovima na objekt zbog sile gravitacije. Hidrostatički tlak će rasti s povećanjem dubine koja se mjeri od površine tekućine.

Ono što treba uzeti u obzir kod hidrostatskog tlaka je gustoća tekućine koja udara o predmet. Primjeri koji se često koriste su voda i ulje. Voda ima gustoću od 1 g / cm2 ili 1000 kg / m2 i gustoću od 0,8 g / cm2 ili 800 kg / m2 ulja.

Zbog gravitacijske sile, težina čestica vode pritisnut će čestice odozdo, zatim će se čestice vode dolje pritisnuti jedna na drugu na dno vode, tako da će donji pritisak biti veći od gornjeg tlaka.

Dakle, što dublje zaranjamo s površine vode, to je veći volumen vode koji je iznad nas s vodenom površinom, tako da će pritisak koji voda vrši na naša tijela (hidrostatički pritisak) biti još veći.

Formula hidrostatskog tlaka

Na hidrostatički tlak ne utječu težina vode, površina vode ili oblik vodene posude. Hidrostatički tlak pritiska u svim smjerovima. Jedinica tlaka je Newton po metru u kvadratu (N / m2) ili Pascal (Pa).

Formula hidrostatičkog tlaka je:

Ph = ρgh

  • P h = hidrostatički tlak (N / m2 ili Pa) >> 1 atm = 1 Pa
  • ρ = gustoća (km / m3)
  • g = sila gravitacije (m / s2)
  • h = dubina predmeta od površine tekućine (m)
  • P h = ρgh + P
  • Str = Vanjski tlak zraka (1 atm ili 76 cm Hg)

Što je veća udaljenost između točke mjerenja i vodene površine, to je hidrostatički tlak veći u toj točki. To se može vidjeti na donjoj slici gdje što je veći nivo vode, to je veći hidrostatički tlak na dnu posude.

Također pročitajte: Pascalova formula trokuta [FULL] i primjer problema

Kao rezultat, voda će dalje curiti u posudi s desne strane, jer je tlak veći od posude s lijeve strane.

Gornja formula za hidrostatski tlak koristi se za pronalaženje vrijednosti hidrostatskog tlaka u zatvorenoj posudi (na primjer: tlak u određenoj točki na vodi u zatvorenoj boci, spremniku za vodu ili zatvorenoj bačvi za vodu).

Za izračun ukupnog tlaka u točki ispod površine vode na otvorenim područjima, poput jezera i mora i svih otvorenih spremnika / spremnika, u izračun je potrebno dodati količinu atmosferskog tlaka.

Dakle, ukupni hidrostatički tlak u otvorenim uvjetima jednak je hidrostatskom tlaku vode u toj točki plus iznos tlaka koji djeluje na površinu vode koji je formuliran sa:

formula hidrostatskog tlaka

Gdje je P atm atmosferski tlak (atmosferski tlak na razini mora P atm = 1,01 × 105 Pa)

Načelo formule hidrostatičkog tlaka

Da bismo bolje razumjeli princip formule hidrostatskog tlaka, razmotrite sljedeću ilustraciju.

formula hidrostatskog tlaka
  • Ukupni tlak koji prima ribolovac jednak je atmosferskom tlaku (ako uvijek u bilo kojem trenutku primite atmosferski tlak), tako da je P 1 = P atm
  • Ukupni tlak koji prima ronilac sa žutim kapama je atmosferski tlak plus hidrostatički tlak na dubini h2, tako da je P 2 = ρgh 2 + P atm
  • Ukupni tlak koji prima ronilac s crvenim kapama je atmosferski tlak plus hidrostatički tlak na dubini od h3, tako da je P 3 = ρgh 3 + P atm

Budući da je h 3 > h 2 , tada je P 3 > P 2

Primjer problema s hidrostatičkim tlakom

Primjer problema 1

Riba koja pliva u akvariju. Riba se nalazi 50 cm od površine akvarija. Kakav hidrostatski pritisak ima riba?

(gustoća vode = 1000 kg / m3 i ubrzanje zbog gravitacije 10 m / s2)

Riješenje:

Poznato je :

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

Traži se : Ph?

Odgovor:

  • Ph = ρ.gh

    Ph = 1000 x 10 x 0,5

    Ph = 5000 Pa.

Također pročitajte: Servisno pismo: Definicija, karakteristike i primjeri [FULL]

Dakle, hidrostatički tlak koji riba prima iznosi 5000 paskala.

Primjer problema 2

Ronilac roni na dubini od 10 m ispod površine vode. Ako je gustoća vode 1000 kg / m3, a ubrzanje zbog gravitacije zemlje 10 m / s2, pronađite i odredite hidrostatski tlak koji ima ronilac!

Riješenje:

Poznato je :

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

Na pitanje ? =… ..?

Odgovor:

  • P = ρ. g. h
  • P = 1.000. 10. 10
  • P = 100 000 N / m2

Dakle, hidrostatski tlak koji imate je = 100 000 N / m2

Primjer problema 3

Riba je u vodenoj kupelji kao na sljedećoj slici:

Ako je gustoća vode 1.000 kg / m3, a ubrzanje uslijed gravitacije 10 N / kg, hidrostatički tlak koji riba prima je….?

A. 6000 N / m2

B. 8.000 N / m2

C. 10.000 N / m2

D. 14 000 N / m2

Riješenje:

Zapamtiti! Dubina se mjeri od površine tekućine.

Poznato je :

Pronalaženje dubine (h)

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

Traži se: Hidrostatički pritisak (Ph)?

Odgovor:

  • PH = ρ gh

    = 1.000 X 10 X 0.8

    PH = 8000 N / m2

Odgovor: B

Primjer problema 4

Atmosferski tlak na razini mora iznosi 1,01 x 105 Pa. zašto ne osjećamo atmosferski pritisak kako pritiska naša tijela?

a) Sila gravitacije negira osjećaj pritiska

b) Na atmosferski tlak navikli smo od rođenja

c) Tekućine u našem tijelu istiskuju se iz tijela s jednakom silom

d) Količina atmosferskog tlaka smatra se nulom zbog gravitacije

Naselje:

Točan odgovor je C.

Krv i tekućine u ljudskom tijelu vrše pritisak jednak atmosferskom tlaku izvan tijela. Budući da je tlak koji u tijelu pritišće jednak atmosferskom pritisku na tijelo, ne osjećamo nikakav atmosferski tlak koji pritiska na naše tijelo

Stoga objašnjenje formule za hidrostatski tlak zajedno s primjerom primjene formule. Može biti korisno.