Hydrostatic Pressure
Bawat fluid ay tulak nang mas malakas habang mas malalim ka, dahil sa mas malalim na lugar ay mas maraming fluid ang nakasalansan sa itaas mo, na nagdaragdag ng bigat nito. Nakadepende lang ang pressure na ito kung gaano ka kalalim at kung ano ang fluid — kahit malawak, makitid, o kakaibang hugis ang lalagyan.
Ang Formula
P = ρ · g · h
- P — presyon (Pa): ang dagdag na tulak na ginagawa ng fluid sa lalim na iyon
- ρ — densidad (kg/m³): magkano karaming mass ang naka-pack sa bawat cubic metro ng fluid
- g — gravitational acceleration (m/s²): gaano kalakas humihila ang gravity, mga 9.8 malapit sa surface ng Earth
- h — lalim (m): gaano kalalim ka sa ibaba ng surface ng fluid
Halimbawang Nalutas
Ang density ng tubig ay 1000 kilogram kada cubic metro. Magkano ang pressure na idinaragdag ng 0.5 metro ng tubig, gamit ang 9.8 para sa gravity?
- ρ = 1000 kg/m³
- g = 9.8 m/s²
- h = 0.5 m
- P = ρ · g · h
- P = 1000 kg/m³ · 9.8 m/s² · 0.5 m
P = 4900 Pa
Subukin ang iyong sarili
Sa parehong tubig, anong pressure ang idinaragdag ng 1.0 metro ng lalim sa halip na 0.5 metro?
- Tamang sagot: 9800 Pa
- 4900 Pa
- 2450 Pa
Tama! Ang pagdoble sa lalim ay nagdodoble sa pressure: 1000 kg/m³ × 9.8 m/s² × 1.0 m = 9800 Pa.
Ang malawak na batya at makitid na tubo ay parehong pinuno ng tubig sa parehong lalim. Alin ang may mas maraming pressure sa ilalim?
- ang makitid na tubo
- ang malawak na batya
- Tamang sagot: pareho sila
Eksakto! Nakadepende lang ang pressure sa lalim at density, hindi sa hugis o lapad ng lalagyan.
Saan Mo Ito Makikita
Ang isang concrete gravity dam ay itinatayo nang mas makapal nang husto ang base kaysa sa tuktok nito, dahil mas malakas ang tulak ng tubig kapag mas malalim — bawat 10 metro ng lalim ng tubig ay nagdaragdag ng humigit-kumulang 98,000 pascals, halos isang buong karagdagang atmosphere. Nararamdaman ng isang diver ang parehong batas bilang kirot sa mga tainga bago pa anuman ang iba: bumaba lang ng ilang metro sa isang pool at agad nang napapansin sa mga eardrum ang idinagdag na pressure.
Karaniwang Mga Pagkakamali
Isang natural na hula ay na dapat mas malakas tumulak sa ilalim ang isang mas malapad na column ng tubig — mas maraming tubig ang bumibigat pababa. Sa katotohanan, magkapareho ang pressure sa isang partikular na lalim sa isang malapad na batya at sa isang manipis na tubong puno hanggang sa parehong taas: walang lapad, walang hugis ng lalagyan, at walang kabuuang volume ang P = ρ · g · h. Ang pangalawang kamalian ay ang umasang tumataas ang pressure ayon sa square ng lalim — tumataas ito nang tuwid at linear, kaya eksaktong nadodoble ang pressure kapag dinoble ang lalim.
Paano Ito Konektado
Ang gumagawa ng pagtulak ay simpleng bigat lamang ng fluid na nakapatong sa itaas — ang parehong gravity na namamahala sa free fall, na ngayon ay pumipress pahalang gayundin pababa. Ito ang pundasyon ng buong unit sa fluids: tinatanong ng batas ni Pascal kung ano ang nangyayari kapag inilapat ang ganitong pressure sa isang saradong fluid at ipinisil ito, at nagmumula ang prinsipyo ni Archimedes sa pagkakaiba ng lalim sa pagitan ng ilalim ng isang bagay at ng tuktok nito.