V tomto článku se podíváme na to, jak můžeme vypočítat vnitřní tlak v kapalině. Pamatujeme si, že tekutina je sada látek, ve kterých jsou vnitřní kohezní síly mezi jejími složkami poměrně malé.
Předpokládejme, že máme tekutinu v rovnováze. V tomto případě je pro kapalinu v rovnováze součet sil působících na ni roven nule. Podívejme se na obrázek výše, kde máme na boku kostku L. Podle obrázku můžeme usoudit, že síly, které na něj působí, se rovnají nule, tedy přidáním F1 a F2 výsledkem bude nula.
Vidíme to také na každé straně krychle ze strany L působí tlak vyvíjený kapalinou. Budeme tomu říkat tlak P. Tímto způsobem je na horní straně tlak platný P1, a na spodní straně to stojí za to P2. Tlak na náboj je vyvíjen kapalinou vně náboje a vede k silám, které jsou směrovány do náboje. Proto F1 ukazuje dolů a F2 ukazuje nahoru.
F síla1 působící na horní stranu závisí na tlaku P1 a oblast horní strany krychle. Takže máme:
Podobně tlak P2 vyvíjí celkovou sílu vzhůru rovnou:
Protože je kostka v rovnováze, to znamená, že nejde nahoru ani dolů, můžeme napsat, že:
Nebo můžeme napsat:
Ve výše uvedeném vztahu musíme např je hmotnost krychle a lze ji vypočítat z její hustoty. d = m / V a jeho objem V = L3:
Jako
Nahrazením v I máme:
Tento výsledek ukazuje, že tlakový rozdíl mezi dvěma body uvnitř kapaliny závisí na hustotě kapaliny a na svislé vzdálenosti mezi nimi, což je v tomto případě L.
Pokud si představíme, že tlak na povrchu kapaliny je PÓ, můžeme napsat tlak v jakékoli hloubce H (L = h) jako:
uvědomit si, že H je míra hloubky, ve které počítáme tlak, a to PÓ je to tlak na povrch kapaliny vyvíjený vnějšími činiteli, jako je atmosféra.
Autor: Domitiano Marques
Vystudoval fyziku
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/calculando-pressao-um-corpo-imerso-um-fluido.htm