ద్రవస్థితి పీడనం
ఏ ద్రవం అయినా లోతు పెరిగేకొద్దీ ఎక్కువగా నెట్టుతుంది, ఎందుకంటే ఎక్కువ లోతులో మీ పైన ఎక్కువ ద్రవం కుప్పగా ఉండి, తన బరువును కలుపుతుంది. ఈ పీడనం మీరు ఎంత లోతులో ఉన్నారు, అది ఏ ద్రవం అన్నవాటిపైనే ఆధారపడుతుంది — పాత్ర వెడల్పా, ఇరుకా, వింత ఆకారమా అనేది పనికిరాదు.
సూత్రం
P = ρ · g · h
- P — పీడనం (Pa): ఆ లోతు వద్ద ద్రవం చెల్లించే అదనపు నెట్టడం
- ρ — సాంద్రత (kg/m³): ద్రవపు ప్రతి ఘన మీటరులో ఎంత ద్రవ్యరాశి కుదించబడి ఉంది
- g — గురుత్వాకర్షణ త్వరణం (m/s²): గురుత్వాకర్షణ ఎంత బలంగా లాగుతుంది, భూమి ఉపరితలం దగ్గర సుమారు 9.8
- h — లోతు (m): మీరు ద్రవపు ఉపరితలానికి ఎంత కింద ఉన్నారు
సాల్వ్ చేసిన ఉదాహరణ
నీటి సాంద్రత ఘన మీటరుకు 1000 కిలోగ్రాములు. గురుత్వాకర్షణగా 9.8 తీసుకుంటే, 0.5 మీటర్ల నీరు ఎంత పీడనాన్ని కలుపుతుంది?
- 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
మీను మీరు పరీక్షించుకోండి
అదే నీటితో, 0.5 మీటర్ల బదులు 1.0 మీటర్ లోతు ఎంత పీడనాన్ని కలుపుతుంది?
- సరైన సమాధానం: 9800 Pa
- 4900 Pa
- 2450 Pa
సరైనది! లోతు రెట్టింపు అయితే పీడనం రెట్టింపు: 1000 kg/m³ × 9.8 m/s² × 1.0 m = 9800 Pa.
వెడల్పాటి తొట్టె, ఇరుకైన గొట్టం రెండూ ఒకే లోతు వరకు నీటితో నిండి ఉన్నాయి. ఏ అడుగున ఎక్కువ పీడనం?
- ఇరుకైన గొట్టం
- వెడల్పాటి తొట్టె
- సరైన సమాధానం: రెండూ ఒకటే
ఖచ్చితంగా! పీడనం లోతు, సాంద్రతపైనే ఆధారపడుతుంది, పాత్ర ఆకారం లేదా వెడల్పుపై కాదు.
ఇక్కడ ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది
కాంక్రీట్ గ్రావిటీ డ్యామ్ పైభాగం కంటే అడుగు భాగం చాలా మందంగా నిర్మించబడుతుంది, ఎందుకంటే లోతు పెరిగేకొద్దీ నీరు ఎక్కువగా నెట్టుతుంది — ప్రతి 10 మీటర్ల నీటి లోతు సుమారు 98,000 పాస్కల్స్ను కలుపుతుంది, దాదాపు ఒక పూర్తి అదనపు వాతావరణం. డైవర్ ఈ నియమాన్ని మరో ఏమికంటే ముందు చెవులలో నొప్పిగా అనుభవిస్తాడు: కేవలం కొన్ని మీటర్లు కిందికి దిగినా కలిపిన పీడనం కర్ణభేరులపై ఇప్పటికే గుర్తించదగినది.
సాధారణ తప్పులు
సహజమైన అంచనా — వెడల్పాటి నీటి నిలువు వరుస అడుగుపై ఎక్కువగా నొక్కాలి — పైన ఎక్కువ నీరు బరువుగా ఉంది కాబట్టి. నిజానికి ఇచ్చిన లోతు వద్ద పీడనం వెడల్పాటి తొట్టెలో, సన్నని గొట్టంలో ఒకే ఎత్తు నింపితే అభిన్నం: P = ρ · g · h లో వెడల్పు లేదు, పాత్ర ఆకారం లేదు, మొత్తం ఘనపరిమాణం లేదు. రెండో జాప్యం — పీడనం లోతు వర్గంతో పెరుగుతుందని ఆశించడం — అది సరళ రేఖలో పెరుగుతుంది, కాబట్టి లోతు రెట్టింపు అయితే పీడనం ఖచ్చితంగా రెట్టింపు.
ఇది ఎలా అనుసంధానమవుతుంది
నొక్కడం చేసేది పైన కుప్పగా ఉన్న ద్రవపు బరువు మాత్రమే — స్వేచ్ఛా పతనాన్ని పరిపాలించే అదే గురుత్వాకర్షణ, ఇప్పుడు కిందికి మాత్రమే కాక పక్కకూడా నొక్కుతూ. ఇది మొత్తం ద్రవాల యూనిట్కు పునాది: పాస్కల్ నియమం అటువంటి పీడనం మూసిన ద్రవానికి ప్రయోగించి పిండితే ఏమవుతుందని అడుగుతుంది, ఆర్కిమెడిస్ సూత్రం వస్తువు అడుగు, పై భాగాల మధ్య లోతు తేడా నుండి పెరుగుతుంది.