V.2.1. Generalități
Presiunea hidrostatică este presiunea statică din interiorul unui lichid aflat în echilibru, datorată greutății lichidului.
Chiar dacă presiunea hidrostatică se datorează greutății lichidului, ea se exercită în toate direcțiile în interiorul acestuia.
Într-un pahar avem un lichid în repaus.
h = înălțimea coloanei de lichid din vas
G = greutatea lichidului = m ∙ g = ρ ∙ V ∙ g = ρ ∙ S ∙ h ∙ g
N' = forța de apăsare normală a apei asupra fundului vasului
N = reacțiunea normală a fundului vasului
|N'| = |N|= |G|
Formula presiunii hidrostatice:
unde
ρ = densitatea lichidului
g = accelerația gravitațională
h = înălțimea coloanei de lichid de deasupra nivelului măsurat (adâncimea lichidului)
Deci presiunea hidrostatică depinde direct proporțional de densitatea lichidului și de adâncimea lichidului. Ea nu depinde de aria fundului vasului în care se află lichidul.
Presiunea hidrostatică se măsoară cu:
Când denivelarea lichidului în tubul U este zero, Δh = 0, presiunea este zero.
Cu cât denivelarea lichidului în tubul U este mai mare, cu atât presiunea hidrostatică crește.
De exemplu pentru apă (ρ = 1000 kg/m3) diferența de presiune este de aproximativ 10 Pa pentru fiecare diferență de nivel de 1mm (0,001 m) dintre cele 2 ramuri. Am luat g ~ 10 N/kg.
Δp = ρ ∙ g ∙ h = 1000 ∙ 10 ∙ 0,001 = 10 Pa.
🔥 Atenție când lucrezi cu obiecte ascuțite! Atenție când lucrezi cu acul să nu te înțepi !
Materiale necesare:
Sticlă PET, compas.
Descrierea experimentului:
- Ia o sticlă de 0,5L și umple-o cu apă. Găurește-o de o parte și de alta la același nivel.
- Deșurubează dopul și observă cele două jeturi de apă.
Cele două jeturi de apă au aceeași lungime deoarece, la același nivel, presiunea hidrostatică este aceeași.
🔥 Atenție când lucrezi cu obiecte ascuțite! Atenție când lucrezi cu acul să nu te înțepi !
Materiale necesare:
Sticlă PET, compas.
Descrierea experimentului:
- Ia o sticlă de 0,5L, umple-o cu apă și găurește-o în aceeași parte, un orificiu mai sus, unul la mijloc și altul mai spre fundul sticlei.
- Deșurubează dopul și observă cele trei jeturi de apă.
Jetul de apă de la fundul sticlei are lungime mai mare decât cele de deasupra, deoarece presiunea hidrostatică crește odată cu adâncimea lichidului.
🔥 Atenție când lucrezi cu obiecte ascuțite! Atenție când lucrezi cu acul să nu te înțepi !
Materiale necesare:
Sticlă PET de 1,5-2L, furtunașe, flacon plastic, tuburi de pix sau recipiente cilindrice, balon (o bucată dintr-o mănușă chirurgicală), elastic de borcan, foarfecă, riglă, compas.
Descrierea experimentului:
- Confecționează un tub U prin legarea a două corpuri de pix cu un furtunaș la partea de jos. Pune apă colorată în acest tub "U".
- Atașează la unul dintre pixuri un furtunaș mai lung.
- Ia un flacon de plastic (de medicamente) și găurește-i capacul astfel încât furtunul să intre forțat în el.
- Taie gâtul unei sticle de 1,5-2 L și pune apă în ea.
- Măsoară denivelarea apei din tubul "U" pentru diferite niveluri în interiorul apei.
- Măsoară denivelarea apei din tubul "U" la același nivel în interiorul apei.
La aceeaşi adâncime în interiorul lichidului denivelarea lichidului colorat din tubul “U” este aceeaşi, indiferent de cum orientăm membrana capsulei, deci presiunea hidrostatică este aceeași. Cu cât ne apropiem de fundul vasului, cu atât denivelarea lichidului din tubul “U” creşte și deci, presiunea hidrostatică crește cu adâncimea.