Science & Education

Πίεση

Πίεση ονομάζουμε το πηλίκο της δύναμης που ασκείται κάθετα σε μία επιφάνεια προς το εμβαδόν της επιφάνειας αυτής.

Η πίεση είναι μονόμετρο φυσικό μέγεθος και η μονάδα μέτρησής της είναι το 1Pa που είναι ίσο με 1 N/m².

Η πίεση εκφράζει τη δύναμη που ασκείται κάθετα σε ένα τετραγωνικό μέτρο

Η πίεση που δέχεται μία επιφάνεια είναι τόσο μεγαλύτερη όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη που ασκείται κάθετα σε αυτή και όσο μικρότερο είναι το εμβαδόν της.

Ρευστά ονομάζουμε τα σώματα που δεν έχουν σταθερό σχήμα, αλλά παίρνουν το σχήμα του δοχείου στο οποίο τοποθετούνται

Υδροστατική πίεση (P_υδρ.)

Υδροστατική πίεση ονομάζουμε την πίεση που ασκεί ένα υγρό όταν αυτό βρίσκεται σε ισορροπία.

Η υδροστατική πίεση οφείλεται στην βαρύτητα κι εξαρτάται εκτός από την βαρύτητα (g), από το βάθος (h) και την πυκνότητα του υγρού (ρ).

Η υδροστατική πίεση είναι ανάλογη του βάθους από την επιφάνεια του υγρού και ανάλογη της πυκνότητας του υγρού.

Δύο σημεία ενός υγρού που ισορροπεί έχουν την ίδια πίεση όταν βρίσκονται στο ίδιο βάθος.

Ατμοσφαιρική Πίεση (P_ατμ.)

Ατμοσφαιρική πίεση ονομάζουμε την πίεση που ασκεί ο ατμοσφαιρικός αέρας όταν βρίσκεται σε ισορροπία και οφείλεται στην βαρύτητα.

Η ατμοσφαιρική πίεση ελαττώνεται όσο απομακρυνόμαστε από την επιφάνεια της Γης.

Η τιμή της ατμοσφαιρικής πίεσης στην επιφάνεια της θάλασσας είναι Pατμ=101.300Pa = 1atm

Αρχή του Pascal

Κάθε μεταβολή της πίεσης σε οποιοδήποτε σημείο ενός περιορισμένου ρευστού που είναι ακίνητο, προκαλεί ίση μεταβολή της πίεσης σε όλα τα σημεία του.

Στην παραπάνω αρχή (αρχή του Pascal) στηρίζεται η λειτουργία πολλών μηχανημάτων (αντλίες, ανυψωτικά μηχανήματα, βαρέα οχήματα, κτλ). Έτσι αν έχουμε ένα ρευστό περιορισμένο μέσα σε δύο δοχεία που συνδέονται μεταξύ τους και κλείνουν με δύο έμβολα εμβαδού A₁ και Α₂ τότε επειδή η πίεση πρέπει να είναι ίδια θα ισχύει η σχέση:

ή αλλιώς

Με απλά λόγια, όσες φορές μεγαλύτερο είναι το δεύτερο έμβολο σε σχέση με το πρώτο, τόσες φορές μεγαλύτερη θα είναι και η δύναμη που θα ασκηθεί σε αυτό το έμβολο σε σχέση με τη δύναμη που ασκείται στο πρώτο.

Άνωση

Άνωση είναι η δύναμη που ασκεί ένα ρευστό σε κάθε σώμα που είναι βυθισμένο μέσα σε αυτό. Έχει κατακόρυφη διεύθυνση και φορά προς τα πάνω ενώ το μέτρο της ισούται με το βάρος του ρευστού που εκτοπίζει το βυθισμένο σώμα.

Άρα άνωση μπορεί να ασκεί ένα υγρό αλλά κι ένα αέριο!

Πρώτος που διατύπωσε την παραπάνω πρόταση ήταν ο Αρχιμήδης και για αυτό ονομάζεται αρχή του Αρχιμήδη.

Η άνωση οφείλεται στη διαφορά πίεσης (υδροστατικής) που υπάρχει μεταξύ του πάνω και του κάτω μέρους του βυθισμένου σώματος.

Η άνωση εξαρτάται από:

1. τη βαρύτητα (g). Όσο μεγαλύτερη είναι η βαρύτητα τόσο μεγαλύτερη και η άνωση (ανάλογα ποσά).
2. τον όγκο (V) του βυθισμένου σώματος. Όσο μεγαλύτερος ο όγκος τόσο μεγαλύτερη και η άνωση (ανάλογα ποσά).
3. την πυκνότητα του ρευστού (ρ) μέσα στο οποίο βυθίζεται το σώμα. Όσο μεγαλύτερη η πυκνότητα τόσο μεγαλύτερη και η άνωση (ανάλογα ποσά).

Η άνωση δεν εξαρτάται από:

1. τη μάζα του σώματος.
2. το σχήμα του σώματος.
3. το βάθος που είναι βυθισμένο το σώμα.

Για να υπολογίσουμε την άνωση μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη σχέση:

όπου Α η άνωση, ρ η πυκνότητα του ρευστού, g η επιτάχυνση της βαρύτητας και V_βυθ. ο όγκος του βυθισμένου σώματος.

Αυτή η εργασία έχει άδεια χρήσης Creative Commons -Αναφορά Δημιουργού – Μη Εμπορική Χρήση – Παρόμοια Διανομή4.0.

Το άρθρο δημοσιεύτηκε Κυριακή 19 Ιανουαρίου 2014 στις 14:04 στην κατηγορία Φυσική Β' Γυμανσίου. Μπορείς να παρακολουθείς τα σχόλια χρησιμοποιώντας το RSS 2.0 feed. Τα σχόλια και τα pings δεν επιτρέπονται.