Jak obliczyć ciśnienie hydrostatyczne?
Ciśnienie w cieczy rośnie wraz z głębokością i zależy tylko od tego, jak wysoki jest słup cieczy nad danym punktem. Ten sam wzór opisuje ciśnienie na dnie akwarium, na ścianie zbiornika i przy zaworze na parterze budynku. Drugi tryb kalkulatora liczy zwykły nacisk, czyli siłę rozłożoną na powierzchnię.
Wzór i przykład
p = ρ × g × h, p = F ÷ S
- Zbiornik z wodą ma głębokość 2 metrów.
- Gęstość wody wynosi 1000 kilogramów na metr sześcienny.
- Ciśnienie przy dnie: 1000 × 9,81 × 2 = 19 620 paskali.
- To 196,2 hektopaskala, czyli 0,196 bara.
- Razem z atmosferą przy dnie panuje 120 945 paskali.
| Głębokość w wodzie | Ciśnienie | W barach |
|---|---|---|
| 1 m | 9810 Pa | 0,098 bara |
| 2 m | 19 620 Pa | 0,196 bara |
| 5 m | 49 050 Pa | 0,491 bara |
| 10 m | 98 100 Pa | 0,981 bara |
| 20 m | 196 200 Pa | 1,962 bara |
Spadek ciśnienia powietrza z wysokością liczy kalkulator ciśnienia atmosferycznego, zamianę barów na PSI przelicznik ciśnienia, a siłę wyporu działającą na zanurzone ciało osobny kalkulator prawa Archimedesa.
Najczęstsze pytania
Jak obliczyć ciśnienie hydrostatyczne?
Mnożymy gęstość cieczy przez przyspieszenie ziemskie i głębokość: p = ρ × g × h. Na głębokości 2 metrów w wodzie wychodzi 1000 × 9,81 × 2 = 19 620 paskali.
Ile bar przybywa na 10 metrach głębokości?
Mniej więcej 1 bar. Dokładnie 1000 × 9,81 × 10 = 98 100 paskali, czyli 0,981 bara, dlatego nurkowie liczą jedną atmosferę na każde 10 metrów.
Czy ciśnienie zależy od kształtu naczynia?
Nie. W wąskiej rurce i w szerokiej beczce na tej samej głębokości panuje takie samo ciśnienie. Liczy się wysokość słupa cieczy, a nie jej ilość.
Jak obliczyć nacisk na podłoże?
Dzielimy siłę przez pole powierzchni: p = F ÷ S. Człowiek o ciężarze 700 niutonów stojący na powierzchni 0,02 metra kwadratowego wywiera nacisk 35 000 paskali.
Dlaczego obcas naciska mocniej niż stopa słonia?
Bo liczy się pole styku. Ciężar 500 niutonów na obcasie o polu 1 centymetra kwadratowego daje 5 milionów paskali, a kilkutonowy słoń rozkłada ciężar na łapy o polu kilkuset centymetrów kwadratowych i naciska słabiej.