การคำนวณความดันในร่างกายที่แช่อยู่ในของเหลว

ในบทความนี้เราจะมาดูกันว่าเราสามารถคำนวณแรงดันภายในของไหลได้อย่างไร จำไว้ว่าของไหลคือชุดของสารที่แรงยึดเหนี่ยวภายในระหว่างองค์ประกอบต่างๆ ของมันนั้นค่อนข้างเล็ก

สมมติว่าเรามีของไหลอยู่ในสมดุล ในกรณีนี้ สำหรับของไหลในสภาวะสมดุล ผลรวมของแรงที่กระทำต่อมันจะเท่ากับศูนย์ เรามาดูรูปด้านบนกัน โดยเราจะมีลูกบาศก์อยู่ด้านข้าง หลี่. จากรูป เราสามารถสรุปได้ว่าแรงที่กระทำต่อมันมีค่าเท่ากับศูนย์ กล่าวคือ บวก F₁ และ F₂ เราจะส่งผลให้มีค่าเป็นศูนย์

เราสามารถเห็นได้ว่าในแต่ละหน้าของลูกบาศก์จากด้านข้าง หลี่ แรงดันที่กระทำโดยของเหลว เราจะเรียกความกดดันนี้ว่า พี. ด้วยวิธีนี้ ความดันจึงถูกต้องที่ใบหน้าส่วนบน พี₁, และด้านล่างก็คุ้มค่า พี₂. แรงดันบนดุมล้อกระทำโดยของเหลวภายนอกดุมล้อ และส่งผลให้มีแรงส่งตรงไปยังดุมล้อ ดังนั้น F₁ ชี้ลงและF₂ ชี้ขึ้น

แรงเอฟ₁ ออกแรงที่ใบหน้าส่วนบนขึ้นอยู่กับแรงกด P₁ และพื้นที่ส่วนบนของลูกบาศก์ ดังนั้นเราจึงมี:

ในทำนองเดียวกัน ความดัน P₂ ออกแรงขึ้นทั้งหมดเท่ากับ:

เนื่องจากลูกบาศก์อยู่ในสมดุล นั่นคือ มันไม่ขึ้นหรือลง เราสามารถเขียนได้ว่า:

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

หรือเราจะเขียนว่า

ในความสัมพันธ์ข้างต้นนี้ เราต้อง ม.ก คือน้ำหนักของลูกบาศก์และสามารถคำนวณได้จากความหนาแน่น d = m/V และปริมาณของมัน วี = L³:

ชอบ

แทนที่ใน I เรามี:

ผลลัพธ์นี้แสดงให้เห็นว่าความแตกต่างของแรงดันระหว่างจุดสองจุดในของเหลวนั้นขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของของเหลวและระยะห่างในแนวตั้งระหว่างจุดทั้งสอง ซึ่งในกรณีนี้คือ หลี่.

ถ้าเราจินตนาการว่าความดันบนพื้นผิวของของเหลวคือ พี_โอเราสามารถเขียนความกดดันที่ความลึกใด ๆ โฮ (L = h) ชอบ:

ตระหนักว่า โฮ คือการวัดความลึกที่เราคำนวณความดัน และนั่น and พี_โอ มันคือความดันบนพื้นผิวของของเหลวที่กระทำโดยสารภายนอกเช่นบรรยากาศ

โดย Domitiano Marques
จบฟิสิกส์

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

ซิลวา, Domitiano Correa Marques da. "การคำนวณความดันในร่างกายที่แช่อยู่ในของเหลว"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/calculando-pressao-um-corpo-imerso-um-fluido.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 มิถุนายน 2021.