Page 100 - 881414_FIZYKA_podrecznik_kl_8_PP_fiipbook

Więcej na temat

Ciśnienie w zbiornikach wodnych

Obliczając ciśnienie w cieczach znajdujących się w otwartych naczyniach w pobliżu powierzchni Ziemi, na przy-
kład na pewnych głębokościach w morzach, oceanach i innych zbiornikach wodnych, uwzględnić musimy ciśnie-
nie atmosferyczne, które działa na powierzchnię cieczy (wody) w danym zbiorniku. Całkowite ciśnienie panujące
w cieczy jest sumą ciśnienia atmosferycznego i ciśnienia hydrostatycznego. Oznaczając wartość ciśnienia
atmosferycznego literami p atm , otrzymujemy wzór na ciśnienie w cieczy na pewnej głębokości: p = p atm + d · h · g.

Przykład 16.

Człowiek bez skafandra ochronnego może wytrzymać przez krótki okres ciśnienie 3575 hPa. Na jaką największą

głębokość może zanurzyć się w morzu człowiek bez skafandra, jeżeli gęstość wody morskiej wynosi 1030 kg 3 ,
m
a ciśnienie atmosferyczne na powierzchni morza to 1000 hPa?

Dane: Szukane:
N
p 1 = 3575 hPa = 357 500 Pa = 357 500 m 2 h = ?
d = 1030 kg 3
m
N
p atm = 1000 hPa = 100 000 Pa = 100 000 m 2
N
g = 10 kg

Rozwiązanie:
Wartość ciśnienia hydrostatycznego wywieranego przez wodę morską na głębokości h obliczymy ze wzoru:
p 1 = d · h · g
Wartość ciśnienia panującego w cieczy na głębokości h obliczymy ze wzoru: p = p atm + p 1 = p atm + d · h · g
Po przekształceniu otrzymujemy: d · h · g = p – p atm , a stąd h = p – p atm
d · g
357 500 N 2 – 100 000 N 2 257 500 N 2
Po podstawieniu danych obliczamy głębokość: h = m m = m = 25 m
1030 kg 3 · 10 N 10 300 N
m kg m m
3
Odpowiedź: Człowiek może się zanurzyć bez skafandra ochronnego na głębokość 25 m.

W skrócie

Ciśnienie hydrostatyczne na głębokości h to ciśnienie wywierane przez słup cieczy o wysokości h, spowodowane
działaniem jego siły ciężkości na warstwy cieczy znajdujące się poniżej. Można je obliczyć ze wzoru: p = d · h · g.

Ciśnienie w cieczy na danej głębokości nie zależy od wielkości i kształtu zbiornika, a zależy od gęstości cieczy
oraz od wysokości słupa cieczy. Całkowite ciśnienie panujące w cieczy na określonej głębokości jest sumą ciśnienia
atmosferycznego i ciśnienia hydrostatycznego: p = p atm + d · h · g.
Naczynia połączone to układ co najmniej dwóch naczyń, między którymi ciecz może swobodnie przepływać.
Ciecz w naczyniach połączonych dąży do wyrównania poziomów.

98