La formule de la pression hydrostatique est P = ρgh , cela indique que plus la distance entre le point de mesure et la surface de l'eau est grande, plus la pression hydrostatique à ce point est grande.
La pression hydrostatique est la pression exercée par un liquide dans toutes les directions sur un objet en raison de la force de gravité. La pression hydrostatique augmentera avec l'augmentation de la profondeur qui est mesurée à partir de la surface du liquide.
La chose qui doit être prise en compte dans la pression hydrostatique est la densité d'un liquide qui frappe un objet. Des exemples souvent utilisés sont l'eau et l'huile. L'eau a une densité de 1 g / cm2 ou 1000 kg / m2 et une densité de 0,8 g / cm2 ou 800 kg / m2 d'huile.
En raison de la force gravitationnelle, le poids des particules d'eau pressera les particules en dessous, puis les particules d'eau ci-dessous se presseront les unes les autres au fond de l'eau de sorte que la pression ci-dessous sera supérieure à la pression supérieure.
Ainsi, plus on plonge à la surface de l'eau, plus il y a de volume d'eau au-dessus de nous avec la surface de l'eau, de sorte que la pression que l'eau exerce sur nos corps (pression hydrostatique) sera encore plus grande.
Formule de pression hydrostatique
La pression hydrostatique n'est pas affectée par le poids de l'eau, la surface de l'eau ou la forme du réservoir d'eau. Presses hydrostatiques dans toutes les directions. L'unité de pression est le Newtons par mètre carré (N / m2) ou Pascal (Pa).
La formule de pression hydrostastique est:
Ph = ρgh
- P h = Pression hydrostatique (N / m2 ou Pa) >> 1 atm = 1 Pa
- ρ = densité (km / m3)
- g = Force de gravité (m / s2)
- h = profondeur d'un objet à partir de la surface du liquide (m)
- P h = ρgh + P
- P = Pression d'air extérieur (1 atm ou 76 cm Hg)
Plus la distance entre le point de mesure et la surface de l'eau est grande, plus la pression hydrostatique à ce point est élevée. Cela peut être vu dans l'image ci-dessous où plus le niveau d'eau est élevé, plus la pression hydrostatique au fond du navire est élevée.
Lisez aussi: Formule du triangle de Pascal [FULL] et exemple de problèmeEn conséquence, l'eau jaillira plus loin dans le récipient du côté droit parce que la pression est plus élevée que celle du récipient sur la gauche.
La formule de la pression hydrostatique ci-dessus est utilisée pour trouver la valeur de la pression hydrostatique dans un récipient fermé (par exemple: la pression à un certain point sur l'eau dans une bouteille fermée, un réservoir d'eau ou un baril d'eau fermé).
Pour calculer la pression totale en un point sous la surface de l'eau dans les zones ouvertes, telles que les lacs et les mers et tous les conteneurs / conteneurs ouverts, il est nécessaire d'ajouter la quantité de pression atmosphérique au calcul.
Ainsi, la pression hydrostatique totale en conditions ouvertes est égale à la pression hydrostatique de l'eau en ce point plus la quantité de pression agissant sur la surface de l'eau qui est formulée par:
Où P atm est la pression atmosphérique (pression atmosphérique au niveau de la mer de P atm = 1,01 × 105 Pa)
Le principe de la formule de pression hydrostatique
Afin de mieux comprendre le principe de la formule de pression hydrostatique, considérons l'illustration suivante.
- La pression totale reçue par le pêcheur est égale à la pression atmosphérique (si vous recevez toujours la pression atmosphérique à tout moment), de sorte que P 1 = P atm
- La pression totale reçue par le plongeur bonnet jaune est la pression atmosphérique plus la pression hydrostatique à la profondeur de h2, de sorte que P 2 = ρgh 2 + P atm
- La pression totale reçue par le plongeur bonnet rouge est la pression atmosphérique plus la pression hydrostatique à une profondeur de h3, de sorte que P 3 = ρgh 3 + P atm
Puisque h 3 > h 2 , alors P 3 > P 2
Exemple de problème de pression hydrostatique
Exemple de problème 1
Un poisson nageant dans un aquarium. Le poisson est situé à 50 cm de la surface de l'aquarium. Quelle pression hydrostatique les poissons reçoivent-ils?
(densité de l'eau = 1000 kg / m3 et accélération par gravité 10 m / s2)
Solution:
Connu :
- h = 50 cm = 0,5 m
- ρ = 1000 kg / m3
- g = 10 m / s2
Recherché : Ph?
Répondre:
- Ph = ρ.gh
Ph = 1000 x 10 x 0,5
Ph = 5000 Pa.
Ainsi, la pression hydrostatique que reçoit le poisson est de 5000 pascals.
Exemple de problème 2
Un plongeur effectue une plongée à une profondeur de 10 m sous la surface de l'eau. Si la densité de l'eau est de 1000 kg / m3 et que l'accélération due à la gravité est de 10 m / s2, trouvez et déterminez la pression hydrostatique subie par un plongeur!
Solution:
Connu :
- h = 10 m
- ρ = 1 000 kg / m3
- g = 10 m / s2
Demandé 😛 =… ..?
Répondre:
- P = ρ. g. h
- P = 1 000. dix. dix
- P = 100 000 N / m2
Ainsi, la pression hydrostatique que vous ressentez est = 100000 N / m2
Exemple de problème 3
Un poisson est dans un bain-marie comme sur l'image suivante:
Si la densité de l'eau est de 1 000 kg / m3 et que l'accélération due à la pesanteur est de 10 N / kg, la pression hydrostatique reçue par le poisson est….?
A. 6 000 N / m2
B. 8 000 N / m2
C. 10 000 N / m2
D. 14 000 N / m2
Solution:
Rappelles toi! La profondeur est mesurée à partir de la surface du liquide.
Connu :
Trouver la profondeur (h)
h = 140 cm - 60 cm = 80 cm = 0,8 cm
Recherché: Pression hydrostatique (Ph)?
Répondre:
- PH = ρ gh
= 1 000 X 10 X 0,8
PH = 8 000 N / m2
Réponse: B
Exemple de problème 4
La pression atmosphérique au niveau de la mer est de 1,01 x 105 Pa. pourquoi ne sentons-nous pas la pression atmosphérique presser notre corps?
a) La force de gravité annule la sensation de pression
b) Nous sommes habitués à la pression atmosphérique depuis notre naissance
c) Les fluides de notre corps poussent hors du corps avec la même force
d) La quantité de pression atmosphérique est considérée comme nulle en raison de la gravité
Solution:
La bonne réponse est C.
Le sang et les fluides du corps humain exercent une pression égale à la pression atmosphérique à l'extérieur du corps. Étant donné que la pression exercée vers l'extérieur dans le corps est la même que la pression atmosphérique qui exerce une pression sur le corps, nous ne ressentons aucune pression atmosphérique pressant sur notre corps.
Ceci est une explication de la formule de la pression hydrostatique et un exemple d'application de la formule. Peut être utile.