Гідростатичний тиск - визначення, формули, приклади задач

Формула гідростатичного тиску P = ρgh , це стверджує, що чим більша відстань між точкою вимірювання та поверхнею води, тим більший гідростатичний тиск у цій точці.

Гідростатичний тиск - це тиск, який здійснюється рідиною в усіх напрямках на предмет через силу тяжіння. Гідростатичний тиск буде зростати із збільшенням глибини, яка вимірюється від поверхні рідини.

При гідростатичному тиску потрібно враховувати щільність рідини, яка потрапляє на об’єкт. Прикладами, які часто використовують, є вода та олія. Вода має густину 1 г / см2 або 1000 кг / м2 і щільність 0,8 г / см2 або 800 кг / м2 олії.

Завдяки гравітаційній силі вага частинок води притисне частинки знизу, тоді частинки води знизу будуть притискати одна одну до дна води, так що тиск внизу буде більшим, ніж верхній тиск.

Отже, чим глибше ми пірнаємо з поверхні води, тим більший об’єм води знаходиться над нами разом з водною поверхнею, так що тиск, який вода чинить на наші тіла (гідростатичний тиск), буде ще більшим.

Формула гідростатичного тиску

На гідростатичний тиск не впливає вага води, площа поверхні води або форма водної посудини. Гідростатичний тиск тисне на всі боки. Одиницею тиску є ньютони на метр у квадраті (Н / м2) або Паскаль (Па).

Формула гідростатичного тиску:

Ph = ρgh

• P _h = гідростатичний тиск (Н / м2 або Па) >> 1 атм = 1 Па
• ρ = щільність (км / м3)
• g = сила тяжіння (м / с2)
• h = глибина об'єкта від поверхні рідини (м)
• P _h = ρgh + P
• P = Зовнішній тиск повітря (1 атм або 76 см рт. Ст.)

Чим більша відстань між точкою вимірювання та поверхнею води, тим більший гідростатичний тиск у цій точці. Це видно на зображенні нижче, де чим більший рівень води, тим більший гідростатичний тиск на дні посудини.

Читайте також: Формула трикутника Паскаля [ПОВНА] та приклад проблеми

Як наслідок, вода буде продовжувати бризнути в посудині з правого боку, оскільки тиск вище, ніж у посудині зліва.

Формула гідростатичного тиску, наведена вище, використовується для пошуку значення гідростатичного тиску в закритій посудині (наприклад: тиск у певній точці на воду в закритій пляшці, резервуарі для води або закритій бочці з водою).

Для розрахунку загального тиску в точці під поверхнею води на відкритих ділянках, таких як озера та моря та всі відкриті контейнери / контейнери, до розрахунку необхідно додати величину атмосферного тиску.

Таким чином, загальний гідростатичний тиск у відкритих умовах дорівнює гідростатичному тиску води в цій точці плюс величина тиску, що діє на поверхню води, що формулюється:

Де P _атм - атмосферний тиск (атмосферний тиск на рівні моря P _атм = 1,01 × 105 Па)

Принцип формули гідростатичного тиску

Для того, щоб краще зрозуміти принцип формули гідростатичного тиску, розгляньте наступну ілюстрацію.

• Загальний тиск, отриманий рибалкою, дорівнює атмосферному (якщо ви завжди отримуєте атмосферний тиск у будь-який час), так що P ₁ = P _атм
• Загальний тиск, який отримує дайвер із жовтим покриттям, - це атмосферний тиск плюс гідростатичний тиск на глибині h2, так що P ₂ = ρgh ₂ + P _атм
• Загальний тиск, який отримує водолаз із червоною шапочкою, становить атмосферний тиск плюс гідростатичний тиск на глибині h3, так що P ₃ = ρgh ₃ + P _атм

Оскільки h ₃ > h ₂ , то P ₃ > P ₂

Приклади проблем гідростатичного тиску

Приклад завдання 1

Риба, яка плаває в акваріумі. Риба знаходиться в 50 см від поверхні акваріума. Який гідростатичний тиск отримує риба?

(щільність води = 1000 кг / м3 і прискорення завдяки силі тяжіння 10 м / с2)

Селище:

Відомий :

• h = 50 см = 0,5 м
• ρ = 1000 кг / м3
• g = 10 м / с2

Хотіли : Ph?

Відповідь:

• Ph = ρ.gh

  Ph = 1000 x 10 x 0,5

  Ph = 5000 Па.

Також читайте: Службовий лист: Визначення, характеристики та приклади [ПОВНИЙ]

Таким чином, гідростатичний тиск, який отримує риба, становить 5000 паскалів.

Приклад завдання 2

Дайвер робить занурення на глибину 10 м під поверхнею води. Якщо щільність води 1000 кг / м3, а прискорення під дією сили тяжіння 10 м / с2, то знайдіть і визначте гідростатичний тиск, який відчуває водолаз!

Селище:

Відомий :

• h = 10 м
• ρ = 1000 кг / м3
• g = 10 м / с2

Запитали ? =… ..?

Відповідь:

• P = ρ. g. h
• Р = 1000. 10. 10
• Р = 100000 Н / м2

Отже, гідростатичний тиск, який ви відчуваєте, становить = 100000 Н / м2

Приклад задачі 3

Риба знаходиться на водяній бані, як на малюнку:

Якщо щільність води 1000 кг / м3, а прискорення внаслідок сили тяжіння 10 Н / кг, гідростатичний тиск, який отримує риба, становить….?

А. 6000 Н / м2

B. 8000 Н / м2

C. 10000 Н / м2

Г. 14000 Н / м2

Селище:

Запам’ятай! Глибина вимірюється від поверхні рідини.

Відомий :

Знаходження глибини (год)

h = 140cm - 60cm = 80cm = 0.8 cm

Шукаєте: гідростатичний тиск (Ph)?

Відповідь:

• PH = ρ gh

  = 1000 X 10 X 0,8

  РН = 8000 Н / м2

Відповідь: Б

Приклад завдання 4

Атмосферний тиск на рівні моря становить 1,01 х 105 Па. чому ми не відчуваємо атмосферного тиску, що тисне на наше тіло?

а) Сила тяжіння заперечує відчуття тиску

б) Ми звикли до атмосферного тиску з самого народження

в) Рідини в нашому тілі з тією ж силою витісняють його з організму

г) Величина атмосферного тиску вважається нульовою через гравітацію

Селище:

Правильна відповідь - C.

Кров і рідини в організмі людини чинять тиск, рівний атмосферному тиску поза тілом. Оскільки тиск, що тисне назовні в тілі, такий самий, як атмосферний тиск, що тисне на тіло, ми не відчуваємо атмосферного тиску, що тисне на наше тіло

Це пояснення формули гідростатичного тиску та приклад застосування формули. Може бути корисним.