Hidrostatik basınç formülü P = ρgh şeklindedir , bu, ölçüm noktası ile su yüzeyi arasındaki mesafe ne kadar büyükse, o noktadaki hidrostatik basıncın o kadar büyük olduğunu belirtir.
Hidrostatik basınç, bir sıvının yerçekimi kuvveti nedeniyle bir nesneye her yöne uyguladığı basınçtır. Hidrostatik basınç, sıvının yüzeyinden ölçülen derinlik arttıkça artacaktır.
Hidrostatik Basınçta dikkat edilmesi gereken şey, bir nesneye çarpan bir sıvının yoğunluğudur. Sık kullanılan örnekler su ve yağdır. Suyun yoğunluğu 1 g / cm2 veya 1000 kg / m2 ve yoğunluğu 0,8 g / cm2 veya 800 kg / m2 yağdır.
Yerçekimi kuvveti nedeniyle, su partiküllerinin ağırlığı alttaki partikülleri bastıracak, daha sonra alttaki su partikülleri birbirlerini suyun dibine doğru bastıracak ve böylece alttaki basınç üst basınçtan daha büyük olacaktır.
Bu nedenle, su yüzeyinden ne kadar derine dalarsak, su yüzeyiyle üstümüzde olan su hacmi o kadar fazla olacak ki suyun vücudumuza uyguladığı basınç (hidrostatik basınç) daha da büyük olacaktır.
Hidrostatik Basınç Formülü
Hidrostatik basınç, suyun ağırlığından, suyun yüzey alanından veya su tankının şeklinden etkilenmez. Her yöne hidrostatik basınç presleri. Basınç birimi, metre kare başına Newton (N / m2) veya Pascal (Pa) 'dır.
Hidrostastik basınç formülü:
Ph = ρgh
- P h = Hidrostatik Basınç (N / m2 veya Pa) >> 1 atm = 1 Pa
- ρ = yoğunluk (km / m3)
- g = Yerçekimi kuvveti (m / s2)
- h = sıvının yüzeyinden bir nesnenin derinliği (m)
- P h = ρgh + P
- P = Dış hava basıncı (1 atm veya 76 cm Hg)
Ölçüm noktası ile su yüzeyi arasındaki mesafe ne kadar büyükse, o noktadaki hidrostatik basınç o kadar büyüktür. Bu, su seviyesi ne kadar yüksekse, tankın altındaki hidrostatik basıncın o kadar yüksek olduğu aşağıdaki resimde görülebilir.
Ayrıca şunu okuyun: Pascal'ın Üçgen Formülü [TAM] ve Örnek ProblemSonuç olarak, basınç soldaki tekneden daha yüksek olduğu için sağ taraftaki kapta daha fazla su fışkıracaktır.
Yukarıdaki hidrostatik basınç formülü, kapalı bir kaptaki hidrostatik basıncın değerini bulmak için kullanılır (örneğin: kapalı bir şişe, su deposu veya kapalı su varilindeki suyun belirli bir noktasındaki basınç).
Göller ve denizler gibi açık alanlarda ve tüm açık kaplarda / konteynerlerde su yüzeyinin altındaki bir noktada toplam basıncı hesaplamak için, hesaplamaya atmosferik basınç miktarını eklemek gerekir.
Bu nedenle, açık koşullarda toplam hidrostatik basınç, o noktadaki suyun hidrostatik basıncına artı su yüzeyine etki eden basınç miktarına eşittir ve aşağıdaki şekilde formüle edilir:
Burada P atm atmosfer basıncı (deniz seviyesinde atmosfer basıncıdır p atm = 1.01 x 105 Pa)
Hidrostatik basınç formülünün prensibi
Hidrostatik basınç formülünün prensibini daha iyi anlamak için aşağıdaki çizimi dikkate alın.
- Fenerin aldığı toplam basınç, atmosfer basıncına eşittir (herhangi bir zamanda her zaman atmosferik basınç alırsanız), böylece P 1 = P atm
- Sarı başlıklı dalgıcın aldığı toplam basınç, atmosfer basıncı artı h2 derinliğindeki hidrostatik basınçtır, böylece P 2 = ρgh 2 + P atm
- Kırmızı başlıklı dalgıcın aldığı toplam basınç, atmosferik basınç artı h3 derinliğindeki hidrostatik basınçtır, böylece P 3 = ρgh 3 + P atm
H 3 > h 2 olduğundan , P 3 > P 2
Hidrostatik Basınç Problemlerine Örnekler
Örnek Problem 1
Akvaryumda yüzen bir balık. Balık, akvaryumun yüzeyinden 50 cm uzakta bulunur. Balıklar ne tür hidrostatik basınç alır?
(suyun yoğunluğu = 1000 kg / m3 ve yerçekimine bağlı ivme 10 m / s2)
Çözüm:
Bilinen:
- h = 50 cm = 0,5 m
- ρ = 1000 kg / m3
- g = 10 m / s2
Aranıyor : Doktora?
Cevap:
- Ph = ρ.gh
Ph = 1000 x 10 x 0,5
Ph = 5000 Pa.
Böylece balığın aldığı hidrostatik basınç 5000 paskaldır.
Örnek Problem 2
Bir dalgıç, su yüzeyinin 10 m altına dalış yapıyor. Suyun yoğunluğu 1000 kg / m3 ve yerçekimine bağlı ivme 10 m / s2 ise, bir dalgıcın yaşadığı hidrostatik basıncı bulun ve belirleyin!
Çözüm:
Bilinen:
- h = 10 m
- ρ = 1.000 kg / m3
- g = 10 m / s2
Sorular 😛 = ... ..?
Cevap:
- P = ρ. g. h
- P = 1.000. 10. 10
- P = 100.000 N / m2
Yani deneyimlediğiniz hidrostatik basınç = 100.000 N / m2
Örnek problem 3
Aşağıdaki resimdeki gibi bir balık su banyosundadır:
Suyun yoğunluğu 1.000 kg / m3 ve yerçekimine bağlı ivme 10 N / kg ise balığın aldığı hidrostatik basınç….?
A. 6.000 N / m2
B. 8,000 N / m2
C. 10,000 N / m2
D. 14.000 N / m2
Çözüm:
Hatırlamak! Derinlik, sıvının yüzeyinden ölçülür.
Bilinen:
Derinliği bulmak (h)
h = 140cm - 60cm = 80cm = 0.8 cm
Aranan: Hidrostatik Basınç (Ph)?
Cevap:
- PH = ρ gh
= 1.000 X 10 X 0.8
PH = 8.000 N / m2
Cevap: B
Örnek Problem 4
Deniz seviyesinde atmosferik basınç 1.01 x 105 Pa'dır. Neden atmosferik baskının vücudumuza baskı yaptığını hissetmiyoruz?
a) Yerçekimi kuvveti, baskı hissini ortadan kaldırır
b) Doğduğumuzdan beri atmosferik basınca alıştık
c) Vücudumuzdaki sıvılar aynı kuvvetle vücut dışına iter
d) Atmosferik basınç miktarı yerçekimi nedeniyle sıfır olarak kabul edilir.
Yerleşme:
Doğru cevap C.
İnsan vücudundaki kan ve sıvılar, vücut dışındaki atmosferik basınca eşit bir basınç uygular. Vücutta dışarıya doğru bastıran basınç, vücuda basılan atmosferik basınçla aynı olduğu için vücudumuza herhangi bir atmosferik baskı hissetmiyoruz.
Bu, hidrostatik basınç formülünün bir açıklaması ve formülün uygulanmasına bir örnektir. Faydalı olabilir.