Формула для гидростатического давления P = ρgh означает , что чем больше расстояние между точкой измерения и поверхностью воды, тем больше гидростатическое давление в этой точке.
Гидростатическое давление - это давление, оказываемое жидкостью во всех направлениях на объект из-за силы тяжести. Гидростатическое давление будет увеличиваться с увеличением глубины, измеряемой от поверхности жидкости.
При определении гидростатического давления необходимо учитывать плотность жидкости, попадающей на объект. Часто используемые примеры - вода и масло. Вода имеет плотность 1 г / см2 или 1000 кг / м2 и плотность 0,8 г / см2 или 800 кг / м2 масла.
Из-за силы тяжести вес частиц воды будет давить на частицы внизу, затем частицы воды внизу будут прижимать друг друга к дну воды, так что давление внизу будет больше, чем давление вверху.
Таким образом, чем глубже мы ныряем от поверхности воды, тем больший объем воды находится над нами вместе с поверхностью воды, поэтому давление, которое вода оказывает на наши тела (гидростатическое давление), будет еще больше.
Формула гидростатического давления
Гидростатическое давление не зависит от веса воды, площади поверхности воды или формы емкости с водой. Гидростатическое давление давит во всех направлениях. Единица измерения давления - ньютоны на квадратный метр (Н / м2) или Паскаль (Па).
Формула гидростатического давления:
Ph = ρgh
- P h = гидростатическое давление (Н / м2 или Па) >> 1 атм = 1 Па
- ρ = плотность (км / м3)
- g = Сила тяжести (м / с2)
- h = глубина объекта от поверхности жидкости (м)
- P h = ρgh + P
- п = Внешнее давление воздуха (1 атм или 76 см рт. Ст.)
Чем больше расстояние между точкой измерения и поверхностью воды, тем больше гидростатическое давление в этой точке. Это можно увидеть на изображении ниже, где чем выше уровень воды, тем выше гидростатическое давление на дне сосуда.
Также прочтите: Формула треугольника Паскаля [ПОЛНАЯ] и пример задачи.В результате вода будет брызгать дальше в сосуд с правой стороны, потому что давление выше, чем в сосуде с левой стороны.
Приведенная выше формула для гидростатического давления используется для определения значения гидростатического давления в закрытом сосуде (например: давление в определенной точке воды в закрытой бутылке, резервуаре для воды или закрытой бочке с водой).
Чтобы рассчитать общее давление в точке ниже поверхности воды на открытых участках, таких как озера и моря, а также во всех открытых контейнерах / контейнерах, необходимо добавить в расчет величину атмосферного давления.
Таким образом, общее гидростатическое давление в открытых условиях равно гидростатическому давлению воды в этой точке плюс величина давления, действующего на поверхность воды, которое определяется следующим образом:
Где P атм - атмосферное давление (атмосферное давление на уровне моря P атм = 1,01 × 105 Па)
Принцип формулы гидростатического давления
Чтобы лучше понять принцип формулы гидростатического давления, рассмотрите следующую иллюстрацию.
- Общее давление, получаемое рыболовом, равно атмосферному давлению (если вы всегда получаете атмосферное давление в любое время), так что P 1 = P атм.
- Общее давление, получаемое водолазом в желтом плаще, составляет атмосферное давление плюс гидростатическое давление на глубине h2, так что P 2 = ρgh 2 + P атм.
- Общее давление, получаемое дайвером в красной шапочке, равно атмосферному давлению плюс гидростатическое давление на глубине h3, так что P 3 = ρgh 3 + P атм.
Поскольку h 3 > h 2 , то P 3 > P 2
Примеры проблем гидростатического давления
Пример проблемы 1
Рыба плавает в аквариуме. Рыбка находится в 50 см от поверхности аквариума. Какое гидростатическое давление получают рыбы?
(плотность воды = 1000 кг / м3 и ускорение свободного падения 10 м / с2)
Решение:
Известный :
- h = 50 см = 0,5 м
- ρ = 1000 кг / м3
- g = 10 м / с2
Разыскивается : Ph?
Ответ:
- Ph = ρ.gh
Ph = 1000 х 10 х 0,5
Ph = 5000 Па.
Таким образом, гидростатическое давление, которое получает рыба, составляет 5000 паскалей.
Пример проблемы 2
Дайвер ныряет на глубину 10 м от поверхности воды. Если плотность воды составляет 1000 кг / м3, а ускорение свободного падения составляет 10 м / с2, тогда найдите и определите гидростатическое давление, которое испытывает дайвер!
Решение:
Известный :
- h = 10 м
- ρ = 1000 кг / м3
- g = 10 м / с2
Спросил 😛 =… ..?
Ответ:
- P = ρ. грамм. час
- Р = 1000. 10. 10
- P = 100 000 Н / м2
Итак, гидростатическое давление, которое вы испытываете, равно 100000 Н / м2.
Пример задачи 3
Рыба находится в водяной бане, как на следующей картинке:
Если плотность воды составляет 1000 кг / м3, а ускорение свободного падения составляет 10 Н / кг, гидростатическое давление, воспринимаемое рыбой, составляет….?
A. 6000 Н / м2
Б. 8000 Н / м2
C. 10 000 Н / м2
D. 14000 Н / м2
Решение:
Помнить! Глубина измеряется от поверхности жидкости.
Известный :
Определение глубины (ч)
h = 140 см - 60 см = 80 см = 0,8 см
Требуется: гидростатическое давление (Ph)?
Ответ:
- PH = ρ gh
= 1000 Х 10 Х 0,8
PH = 8000 Н / м2
Ответ: B
Пример задачи 4
Атмосферное давление на уровне моря составляет 1,01 x 105 Па. почему мы не чувствуем, как атмосферное давление давит на наши тела?
а) Сила тяжести сводит на нет чувство давления
б) Мы привыкли к атмосферному давлению с самого рождения
в) Жидкости в нашем теле выталкиваются из тела с той же силой.
г) Величина атмосферного давления считается нулевой из-за силы тяжести.
Решение:
Правильный ответ - С.
Кровь и жидкости в организме человека создают давление, равное атмосферному давлению вне тела. Поскольку давление, которое давит наружу в теле, такое же, как атмосферное давление, давящее на тело, мы не чувствуем давления атмосферного давления на наше тело.
Это объяснение формулы для гидростатического давления вместе с примером применения формулы. Может быть полезно.