Brú Hiodrostatach
Bhrúnn aon sreabhán níos láidre dá doimhne a théann tú, toisc go bhfuil níos mó sreabháin carntha os do chionn ag doimhne níos mó, ag cur a mheáchain leis. Ní braitheann an bhrú seo ach ar cé chomh doimhne atá tú agus cad é an sreabhán — ní cuma an bhfuil an coimeádán leathan, cúng, nó ar chruth aisteach.
An fhoirmle
P = ρ · g · h
- P — brú (Pa): an brú breise a chuireann an sreabhán i bhfeidhm ag an doimhneacht sin
- ρ — dlús (kg/m³): cé mhéad mais atá pacáilte isteach i ngach méadar ciúbach den sreabhán
- g — luasghéarú imtharraingthe (m/s²): cé chomh láidir is a tharraingíonn imtharraingt, thart ar 9.8 in aice dromchla an Domhain
- h — doimhneacht (m): cé chomh doimhne atá tú faoi dhromchla an tsreabháin
Sampla oibreáilte
Tá dlús 1000 cileagram in aghaidh an mhéadair chúbigh ag uisce. Cé mhéad brú a chuireann 0.5 méadar uisce leis, ag úsáid 9.8 don imtharraingt?
- 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
Cuir tástáil ort féin
Ag úsáid an uisce chéanna, cé mhéad brú a chuireann doimhneacht 1.0 méadar leis in ionad 0.5 méadar?
- Freagra ceart: 9800 Pa
- 4900 Pa
- 2450 Pa
Ceart! Dúbáiltear an doimhneacht, dúbáiltear an bhrú: 1000 kg/m³ × 9.8 m/s² × 1.0 m = 9800 Pa.
Líontar coimeádán leathan agus píopa cúng araon le huisce go dtí an doimhneacht chéanna. Cé acu a bhfuil níos mó brú aige ag an mbun?
- an píopa cúng
- an coimeádán leathan
- Freagra ceart: tá siad mar a chéile
Go díreach! Ní braitheann brú ach ar dhoimhneacht agus dlús, ní ar chruth ná ar leithead an choimeádáin.
Cén áit a bhfeiceann tú é seo
Tá bonn i bhfad níos tiús ná a bharr ag damba himtharraingthe coincréite, toisc go mbuaileann uisce níos láidre de réir mar a éiríonn sé níos doimhne — cuireann gach 10 méadar de dhoimhneacht uisce thart ar 98,000 pascal leis, thart ar atmaisféar iomlán breise. Mothaíonn tumadóir an dlí céanna mar phian sna cluasa fada sara mothaíonn sé aon rud eile: sleamhnaigh síos cúpla méadar i linn snámha agus tá an brú breise le mothú ar na cluasa cheana féin.
Botúin choitianta
Is tuairim nádúrtha é go gcaithfidh colún uisce níos leithe níos mó brú a chur ar an mbun — tá níos mó uisce ann ag brú anuas. Ina fhíor is ionann an bhrú ag doimhneacht áirithe i gcoimeádán leathan agus i bpíopa tanaí a líonadh go dtí an airde chéanna: níl aon leithead, aon chruth coimeádáin, aon toirt iomlán i bP = ρ · g · h. Is í an dara hearráid ná súil go méadaíonn brú faoi chearn an doimhneachta — méadaíonn sé ar líne dhíreach, mar sin roinneann dúbáil na doimhneachta an bhrú go beacht ina dhá leath.
Conas a nascann sé
Ní fhágann an brú ach ó mheáchan an tsreabháin atá carntha os comhair — an imtharraingt chéanna a rialaíonn titim shaor, anois ag brú go cliathánach chomh maith le himthreorach anuas. Is í seo bunchloch aonaid na sreabhán ar fad: fiafraíonn dlí Pascal cad a tharlaíonn nuair a chuirtear brú den sórt sin ar shreabhán faoi dhíon agus é á shnúdú, agus fásann prionsabal Airciméidéise as difríocht doimhneachta idir bun réada agus a bharr.