Πίεση — υδροστατική και ατμοσφαιρική

Γιατί το ίδιο βάρος άλλοτε βουλιάζει και άλλοτε όχι

Στο χιόνι βουλιάζεις. Με χιονοπέδιλα, στο ίδιο χιόνι, περπατάς.

Το βάρος σου δεν άλλαξε. Άλλαξε η επιφάνεια πάνω στην οποία μοιράζεται.

$$p = \frac{F}{A}$$

Η πίεση μετράει πόση δύναμη πέφτει σε κάθε τετραγωνικό μέτρο. Η μονάδα της είναι το Pascal: $1 \; \text{Pa} = 1 \; \text{N/m}^2$.

Μια πινέζα λειτουργεί με την ίδια λογική, αντίστροφα: σπρώχνεις με μέτρια δύναμη, αλλά η μύτη έχει ελάχιστο εμβαδόν, άρα η πίεση εκεί γίνεται τεράστια.

Πίεση μέσα σε υγρό

Μέσα σε ένα υγρό, η πίεση οφείλεται στο βάρος του υγρού που βρίσκεται από πάνω σου:

$$p = \rho \cdot g \cdot h$$

όπου $\rho$ η πυκνότητα του υγρού, $g = 10$ N/kg και $h$ το βάθος.

Πίεση στο βάθος

Κατέβασε τον δύτη και δες πώς ανεβαίνει η πίεση. Άλλαξε και υγρό: η πυκνότητα μετράει όσο και το βάθος.

ΝερόΘαλασσινό νερόΛάδιΥδράργυρος

Από το υγρό100

Ατμοσφαιρική101

Συνολική201

1.000 × 10 × 10 = 100.000 Pa = 100 kPa

Το σχήμα του δοχείου δεν εμφανίζεται πουθενά στον τύπο — μόνο το βάθος και η πυκνότητα.

Βάθος10 m

Τρία πράγματα αξίζει να προσέξεις σε αυτόν τον τύπο:

• Δεν εμφανίζεται το σχήμα του δοχείου ούτε η ποσότητα του υγρού. Σε μια λίμνη και σε έναν στενό σωλήνα, στο ίδιο βάθος, η πίεση είναι η ίδια.
• Η πίεση ασκείται προς όλες τις κατευθύνσεις, όχι μόνο προς τα κάτω.
• Στην ίδια οριζόντια στάθμη, η πίεση είναι παντού ίδια — γι' αυτό τα «συγκοινωνούντα δοχεία» ισορροπούν στο ίδιο ύψος.

Ατμοσφαιρική πίεση

Ζούμε στον πάτο ενός ωκεανού αέρα. Το βάρος του ασκεί πάνω μας πίεση περίπου

$$p_{atm} \approx 101 \; \text{kPa}$$

δηλαδή περίπου $10$ τόνοι ανά τετραγωνικό μέτρο. Δεν μας συνθλίβει επειδή η ίδια πίεση ασκείται και μέσα μας, προς όλες τις κατευθύνσεις.

Όταν πίνεις με καλαμάκι, δεν «τραβάς» το υγρό. Μειώνεις την πίεση μέσα στο καλαμάκι, και η ατμοσφαιρική πίεση σπρώχνει το υγρό προς τα πάνω.

Ας το κάνουμε μαζί

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση