Հիդրոստատիկ ճնշում

Հիդրոստատիկ ճնշում, հեղուկի կշռով պայմանավորված, տրված մակարդակից վեր գտնվող հեղուկի շերտերի կշռով պայմանավորված ճնշում։

Լրիվ ազատ շարժողունակության շնորհիվ կաթիլանման և գազային հեղուկների ճնշումը հաղորդվում է բոլոր ուղղություններով հավասարաչափ։ Այդ ճնշումն ազդում է տարայի բոլոր պատերին P, ճնշմամբ, որը համեմատական է մակերևույթի մակերեսին և ուղղված է մակերևույթին տարված նորմալով։ Միավոր մակերեսին բաժին ընկնող ճնշման ուժը կոչվում է ճնշում։

Ճնշումը առաջանում է մասնիկների քաոսային շարժման հետևանքով։

Այս P = pw պարզ բանաձևը կարող է օգնել հաշվել հիդրոստատիկ ճնշումը, բայց տարբեր ջերմաստիճանի հեղուկների ճնշումները տարբեր են և ավելի ճշգրիտ հաշվելու համար օգտվում են հատուկ բանաձևերից։

Հաշվում

Յուրաքանչյուր հեղուկում գոյություն ունի իր կշռով պայմանավորված ճնշում $p=G/S=mg/S$, քանի որ $m=\rho V$, ապա $p=\rho gV/S$։Քանի որ $V=Sh$ կստանանք, որ $p=\rho gh$։

Կենցաղային հաշվարկների համար կարելի է ընդունել, որ յուրաքանչյուր 1 մետր քաղցրահամ ջրի սյանը համապատասխանում է 0,1ՄՊա (1 մթնոլորտ)։

Հայտնագործության պատմություն

Նորմալը հարթությանը տարված ուղղահայացն է

Հեղուկների այս հատկությունը հայտնագործվել և փորձով ստուգվել է Բլեզ Պասկալի կողմից 1653 թվականին, չնայած, մինչ այդ դա հայտնի էր Սթևինին։

Հաշվարկման միավոր

Ճնշման միավորը՝ Միավորների միջազգային համակարգում, հանդիսանում է Պասկալը։ Գործնականում, հաճախ հիդրոստատիկ ճնշումը հաշվում են մթնոլորտներով։ Ընդունելով 1 մթնոլորտը, որպես 760 մմ. սնդիկի սյան հիդրոստատիկ ճնշմանը, որով ազդում է հեղուկը միավոր մակերեսի վրա։

Հիդրոստատիկական պարադոքս

Ալյումինե մխոցում 5մմ շարժման դեպքում առաջացնում է 700 մթնոլորտ ճնշում

Հաշվարները ցույց են տալիս, որ հիդրոստատիկ ճնշումը կախված չէ տարայի ձևից։ Տարբեր ձև ունեցող տարաների համար հաշվարկները ցույց են տվել, որ հիդրոստատիկ ճնշումը կախված է հեղուկի սյան բարձրությունից և հատակի մակերեսից։ Իսկապես, առաջին հայացքից դա թյուրիմացության է նման, բայց բազմիցս ստուգվել է փորձերով։ Այս հասկացությունը հայտնի «Հիդրոստատիկ պարադոքս» անունով և բացատրվել է Պասկալի կողմից։

Պասկալի օրենք

Անշարժ հեղուկի (գազի) վրա գործադրված ճնշումը, փոխանցվում է հեղուկի (գազի) բոլոր կետերին առանց փոփոխության։

Հիդրոստատիկ ճնշումը կախված չէ անոթի ձևից։ Նույն սյան և նույն հատակի մակերեսի դեպքում անոթներում ճնշումը նույնն է։

Խորությանը զուգընթաց ճնշումն աճում է

Ծանրության ուժի համասեռ դաշտում հաստատուն խտության հեղուկի (չսեղմվող հեղուկ) հիդրոստատիկ ճնշումը ենթարկվում է Պասկալի օրենքին։

$p(h)=\rho \,g\,h$

որտեղ.

$\rho$ — խտություն [քաղցրահամ ջրի։ ρ ≈ 1000 կգ/մ³]

$g$ — ազատ անկման արագացում [Եվրոպայի համար g ≈ 9,81 մ/վ²]

$h$ — սյան բարձրություն (հեղուկի) [մ]

$p$ — ճնշում [Պա]

⇒ $p(h)$հիդրոստատիկ ճնշումը կախված է հեղուկի սյան (h) բարձրությունից և (ρ) խտությունից։

Գրականություն

• В. В. Лермантов (1890–1907). «Гидростатическое давление». Բրոքհաուզի և Եֆրոնի հանրագիտական բառարան: 86 հատոր (82 հատոր և 4 լրացուցիչ հատորներ). Սանկտ Պետերբուրգ.{{cite book}}: CS1 սպաս․ location missing publisher (link)