FIZYKA
Ciśnienie - wielkość
skalarna określona jako wartość siły działającej prostopadle do powierzchni
podzielona przez powierzchnię na jaką ona działa, co przedstawia zależność:
gdzie: p – ciśnienie (Pa), F – składowa siły prostopadła do powierzchni (N), S –
powierzchnia (m2).
W przypadku gazów w stanie ustalonym w spoczynku, ciśnienie jakie gaz wywiera na
ścianki naczynia jest funkcją objętości, masy i temperatury i dlatego w
termodynamice traktowane jest jako funkcja stanu.
Uogólnieniem pojęcia ciśnienia jest naprężenie.
Do pomiaru służy manometr i barometr.
Ciśnienie atmosferyczne –
stosunek wartości siły, z jaką słup powietrza atmosferycznego naciska na
powierzchnię Ziemi, do powierzchni, na jaką ten słup naciska (por. ciśnienie).
Wynika stąd, że w górach ciśnienie atmosferyczne jest niższe a na nizinach
wyższe, ponieważ słup powietrza ma różne wysokości.
W ujęciu molekularnym ciśnienie jest wynikiem chaotycznego ruchu cząstek
atmosfery (por. równanie Clapeyrona). W ujęciu mechaniki płynów równoważy siłę
grawitacji ciała niebieskiego.
Hydrostatyka — dział
mechaniki płynów zajmujący się badaniem cieczy w stanie spoczynku oraz warunków
pozostawania w spoczynku cieczy znajdującej się w polu sił masowych.
Siłami masowymi są siły, których wartość jest proporcjonalna do masy ciała,
czyli siły grawitacyjne oraz sił bezwładności. Pomimo że istnieje odrębna
dziedzina nauki zajmująca się jedynie statyką gazów (aerostatyka), ze względu na
liczne pokrewieństwa (zarówno w samych zjawiskach, jak i ich opisach), często
ciecze i gazy są rozpatrywane wspólnie (mechanika płynów).
Ciśnienie hydrostatyczne –
ciśnienie, wynikające z ciężaru cieczy znajdującej się w polu grawitacyjnym.
Analogiczne ciśnienie w gazie określane jest mianem ciśnienia aerostatycznego.
Ciśnienie hydrostatyczne nie zależy od wielkości i kształtu zbiornika, a zależy
wyłącznie od głębokości. Ciśnienie określa wzór:
d – gęstość cieczy – w układzie SI w kg/m3
g - przyspieszenie ziemskie (grawitacyjne) – w układzie SI w m/s2
h – głębokość zanurzenia w cieczy (od poziomu zerowego) – w układzie SI w
metrach (m).
Siła wyporu – siła działająca na ciało
zanurzone w płynie czyli w cieczy lub gazie w obecności ciążenia. Jest
skierowana pionowo do góry – przeciwnie do ciężaru. Wartość siły wyporu jest
równa ciężarowi płynu wypartego przez to ciało
Fw = p*g*V
? – gęstość ośrodka, w którym znajduje się ciało (cieczy lub gazu)
g – przyspieszenie grawitacyjne, zazwyczaj przyjmuje się przyspieszenie ziemskie
(9,81 m/s2)
V – objętość wypieranego płynu równa objętości części ciała zanurzonego w
płynie.
Prawo Pascala - jeżeli na płyn (ciecz lub
gaz) w zbiorniku zamkniętym wywierane jest ciśnienie zewnętrzne, to (pomijając
ciśnienie hydrostatyczne) ciśnienie wewnątrz zbiornika jest wszędzie jednakowe i
równe ciśnieniu zewnętrznemu.
Prawo to zostało sformułowane w połowie XVII w. przez Blaise'a Pascala, jest
prawdziwe wówczas, gdy można pominąć siły grawitacji i inne siły masowe oraz
ciśnienia wywołane przepływem płynu. Prawo to wynika z tego, że cząsteczki płynu
mogą poruszać się w dowolnym kierunku, wywieranie nacisku z jednej strony
zmienia ruch cząstek we wszystkich kierunkach.
Zastosowania prawa Pascala
* Pompowanie dętki, materaca, układy hamulcowe, dmuchanie balonów, młot
pneumatyczny, działanie urządzeń pneumatycznych (prasa pneumatyczna)
* Działanie urządzeń hydraulicznych (układ hamulcowy, podnośnik hydrauliczny,
prasa hydrauliczna, pompa hydrauliczna,)