• Contact
  • miercuri, 30 noiembrie 2011

    Lectia 3 :Presiunea hidrostatica

    Presiunea exercitata in interiorul unui lichid aflat in echilibru in camp gravitational se numeste presiune hidrostatica.
                Un fluid aflat in repaus, exercita forte orientate perpendicular pe orice suprafata aflata in contact cu fluidul. Consideram un vas in care se gaseste un lichid aflat in echilibru. Daca forta F exercitata de lichid nu ar fi perpendiculara pe perete, am putea sa o descompunem intr-o componenta normala si o componenta tangentiala.  Sub actiunea fortei tangentiale, lichidul s-ar deplasa in lungul peretelui vasului si nu ar mai fi in echilibru.
                Suprafata libera a unui lichid aflat in echilibru se orienteaza asfel incat ea sa fie perpendiculara pe rezultanta tuturor fortelor. Astfel, daca un vas ce contine apa este pus intr-o miscare accelerata, suprafata apei se inclina pana cand devine perpendiculara pe rezultanta dintre greutate si forta de inertie.
               
                Fig.7.1. Rezultanta fortelor de greutate si de inertie este normala la suprafata lichidului.  
                Pentru a gasi factorii de care depinde presiunea hidrostatica consideram un vas ce contine un lichid. La o adancime h delimitam un element de suprafata S. Lichidul situat deasupra acestei suprafete va exercita o apasare datorita greutatii coloanei de lichid. Presiunea p la adancimea h in lichid se calculeaza astfel:
                                                            (7.3)
                Astfel, expresia de calcul a presiunii in interiorul unui lichid este:
                                                  p =ρgh                                                           (7.4)
                Presiunea este independenta de orientarea suprafetei, depinzand numai de
    adancimea h la care se masoara aceasta si de densitatea ρ a lichidului.
                Intr-un lichid aflat in repaus, delimitam un volum V cu o forma
    paralelipipedica cu aria bazei S si inaltimea h, care are greutatea:
                                          G = ρ.g.S.() = ρ.g.S.h
    Aici  reprezinta inaltimea coloanei de lichid.
                Presiunea exercitata de catre lichid pe fata superioara a volumului paralelipipedic are valoarea:
                                              
    iar pe fata inferioara:
                                             
    Pe fetele laterale presiunile sunt egale si isi anuleaza reciproc efectele, fiind de sens opus.
                Conditia de echilibru a lichidului din volumul V se scrie ca suma fortelor care actioneaza pe verticala in jos sa fie egala cu suma fortelor care actioneza pe verticala in sus :
                                       
    Sau :
                                
    de unde:
                                                                                                (7.5)
    unde este diferenta de presiune intre nivelele  si .
                Putem formula urmatoarea concluzie :
                Diferenta de presiune intre doua puncte aflate intr-un lichid in echilibru in camp gravitational este direct proportionala cu diferenta de nivel dintre cele doua puncte.
                                                             Δp = ρgΔh
    Acesta este principiul fundamental al hidrostaticii.
    Observatii:
                1.Presiunea hidrostatica este independenta de forma vasului in care se afla lichidul.        
                2.Presiunea hidrostatica este aceeasi in toate punctele aflate la aceeasi adancime in lichid.

    7 comentarii: