Οι φυσικές επιστήμες του σχολείου μου.: Υδροστατική πίεση

Παρατήρησε την απόσταση στην οποία εκτοξεύονται οι πίδακες νερού από τις τρύπες του δοχείου.

Γιατί να συμβαίνει αυτό;

Υδροστατική πίεση

Ένα υγρό που ισορροπεί μέσα σε ένα δοχείο ασκεί στον πυθμένα του δοχείου δύναμη ίση με το βάρος του.

Η υδροστατική πίεση οφείλεται στο βάρος του υγρού

Όργανα μέτρησης της υδροστατικής πίεσης είναι τα μανόμετρα.

Τα υγρά ασκούν πίεση προς κάθε κατεύθυνση

Νόμος της υδροστατικής πίεσης

Η υδροστατική πίεση είναι ανάλογη με το βάθος από την επιφάνεια του υγρού με την πυκνότητα του υγρού και με την επιτάχυνση της βαρύτητας.

p=ρ.g.h

H υδροστατική πίεση δεν εξαρτάται ούτε από το σχήμα του δοχείου , ούτε από τον όγκο του υγρού.

Με το μανόμετρο μετράμε την πίεση που ασκείται στην επιφάνεια μιας ελαστικής μεμβράνης, την οποία βυθίζουμε μέσα στο υγρό. Ο σωλήνας τύπου U περιέχει ένα υγρό.
Όταν η ελαστική μεμβράνη βρίσκεται εκτός του υγρού, τότε το υγρό στα δυο σκέλη του σωλήνα βρίσκεται στο ίδιο ύφος. Στη μεμβράνη δεν ασκείται πίεση.
Όταν η μεμβράνη τοποθετηθεί στο υγρό, τότε το υγρό που βρίσκεται στο σκέλος που συνδέεται με τη μεμβράνη βρίσκεται σε μικρότερο ύφος. Στη μεμβράνη ασκείται πίεση. Η διαφορά στάθμης του υγρού που βρίσκεται στο σωλήνα «μετρά» την υδροστατική πίεση στη μεμβράνη.

Μπορείς να μετρήσεις την υδροστατική πίεση και να μελετήσεις τους παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται χρησιμοποιώντας ένα εικονικό μανόμετρο.

Κάνε κλικ ΕΔΩ!

Εφαρμογές της υδροστατικής πίεσης

Συγκοινωνούντα δοχεία

Είναι μια σειρά από δοχεία διαφορετικού σχήματος τα οποία συγκοινωνούν μέσω ενός σωλήνα.
Σε όλα τα δοχεία η ελεύθερη επιφάνεια του υγρού βρίσκεται στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο. Αυτό συμβαίνει επειδή σε όλα τα σημεία του επικρατεί η ίδια πίεση. Αν η πίεση ήταν διαφορετική σε κάποιο σημείο τότε θα ασκούνταν επιπλέον δύναμη που θα προκαλούσε την κίνηση του υγρού.
Δύο σημεία ενός υγρού που ισορροπεί έχουν την ίδια πίεση όταν βρίσκονται στο ίδιο βάθος δηλαδή στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο.

Η αρχή των συγκοινωνούντων δοχείων έχει πολλές εφαρμογές όπως στην κατασκευή των δεξαμενών ύδρευσης των πόλεων. Οι δεξαμενές κατασκευάζονται στα ψηλότερα σημεία έτσι ώστε το νερό να μπορεί να φθάσει και στους ψηλότερους ορόφους των σπιτιών.

Δες ένα βίντεο για τα συγκοινωνούντα δοχεία κάνοντας κλικ ΕΔΩ.

Φράγματα:
Είναι κατασκευασμένα έτσι ώστε να έχουν μικρό πάχος στο πάνω μέρος τους και μεγάλο στο κάτω μέρος τους.
Εξαιτίας της υδροστατικής πίεσης (είναι μεγαλύτερη σε μεγαλύτερα βάθη) στο κάτω μέρος του φράγματος ασκούνται μεγαλύτερες δυνάμεις.

Το φράγμα στο οποίο ασκείται μεγαλύτερη πίεση είναι εκείνο στο οποίο η λίμνη έχει μεγαλύτερο βάθος και όχι εκείνο που η λίμνη έχει μεγαλύτερο όγκο νερού. Η υδροστατική πίεση είναι μεγαλύτερη σε μεγαλύτερο βάθος.

'Αρα στη βάση αυτού του φράγματος ασκείται από το νερό μεγαλύτερη δύναμη. Συνεπώς το φράγμα αυτό κατασκευάζεται με μεγαλύτερο πάχος.