Presiune hidrostatică
Orice fluid împinge mai tare cu cât cobori mai adânc, pentru că la adâncime mai mare este mai mult fluid îngrămădit deasupra ta, adăugându-și greutatea. Această presiune depinde doar de cât de adânc ești și ce fluid e — nu contează dacă recipientul e lat, îngust sau ciudat la formă.
Formula
P = ρ · g · h
- P — presiunea (Pa): împingerea extra pe care fluidul o exercită la acea adâncime
- ρ — densitatea (kg/m³): câtă masă este înghesuită în fiecare metru cub de fluid
- g — accelerația gravitațională (m/s²): cât de puternic trage gravitația, aproximativ 9.8 lângă suprafața Pământului
- h — adâncimea (m): cât de departe sub suprafața fluidului te afli
Exemplu rezolvat
Apa are densitatea de 1000 kilograme pe metru cub. Câtă presiune adaugă 0.5 metri de apă, folosind 9.8 pentru gravitație?
- 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
Testează-te
Folosind aceeași apă, ce presiune adaugă 1.0 metru de adâncime în loc de 0.5 metri?
- Răspuns corect: 9800 Pa
- 4900 Pa
- 2450 Pa
Corect! Dublarea adâncimii dublează presiunea: 1000 kg/m³ × 9.8 m/s² × 1.0 m = 9800 Pa.
O cadă lată și un tub îngust sunt ambele umplute cu apă până la aceeași adâncime. Care are mai multă presiune la fund?
- tubul îngust
- cada lată
- Răspuns corect: sunt la fel
Exact! Presiunea depinde doar de adâncime și densitate, nu de forma sau lățimea recipientului.
Unde vezi asta
Un baraj de beton este construit cu baza mult mai groasă decât vârful, pentru că apa împinge mai tare cu cât devine mai adâncă — fiecare 10 metri de adâncime a apei adaugă aproximativ 98.000 de pascali, aproape o atmosferă întreagă în plus. Un scafandru simte aceeași lege ca o durere în urechi cu mult înainte de orice altceva: coborârea a doar câțiva metri într-o piscină face ca presiunea adăugată să fie deja simțită pe timpane.
Greșeli frecvente
O presupunere naturală este că o coloană mai lată de apă trebuie să împingă mai tare pe fund — este mai multă apă care apasă. De fapt, presiunea la o anumită adâncime este identică într-o cadă lată și un tub subțire umplute până la aceeași înălțime: P = ρ · g · h nu conține nicio lățime, nicio formă a recipientului, niciun volum total. O a doua alunecare este să te aștepți ca presiunea să crească cu pătratul adâncimii — ea crește liniar, deci dublarea adâncimii dublează exact presiunea.
Cum se leagă
Ce împinge este pur și simplu greutatea fluidului îngrămădit deasupra — aceeași gravitație care guvernează căderea liberă, apăsând acum și lateral, nu doar în jos. Aceasta este fundamentul întregii unități de fluide: legea lui Pascal întreabă ce se întâmplă când o astfel de presiune este aplicată unui fluid închis și stors, iar principiul lui Arhimede crește din diferența de adâncime dintre fundul unui obiect și vârful lui.