Πίεση

Πίεση

Τι είναι η πίεση;

Στη φυσική, η πίεση ορίζεται ως η δύναμη πάνω σε μια δεδομένη περιοχή. Δεδομένης της ίδιας δύναμης, όσο μικρότερη είναι η περιοχή επαφής, τόσο μεγαλύτερη πίεση ασκείται. Ο τύπος που χρησιμοποιείται για την περιγραφή και τον υπολογισμό της πίεσης είναι:

Πίεση = Δύναμη ÷ Περιοχή
ή
P = F / Α
Πώς μετράται η πίεση;

Η τυπική μονάδα μέτρησης πίεσης είναι το pascal που συντομεύεται ως «Pa». Είναι επίσης το Newton ανά τετραγωνικό μέτρο όπως φαίνεται από τον παραπάνω τύπο. Άλλες μονάδες που χρησιμοποιούνται για πίεση περιλαμβάνουν λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα (psi), τη ράβδο και την τυπική ατμόσφαιρα (atm).

Παραδείγματα προβλημάτων:

Εάν ένα μπλοκ ζυγίζει 60 Ν και βρίσκεται σε μια πλευρά με εμβαδόν 2m επί 3m, ποια είναι η πίεση που ασκείται στην επιφάνεια;

Πίεση = Δύναμη ÷ Περιοχή
P = 60 N ÷ (2m x 3m)
P = 60 N ÷ (6μδύο)
P = 10 pascals

Εάν το ίδιο μπλοκ 60 N βρίσκεται τώρα στο άκρο του που είναι 2m x 0,5m, ποια είναι η πίεση;

Πίεση = Δύναμη ÷ Περιοχή
P = 60 N ÷ (2m x 0,5m)
P = 60 N ÷ (1μδύο)
P = 60 pascals

Ατμοσφαιρική ή ατμοσφαιρική πίεση

Ένας σημαντικός τύπος πίεσης είναι η πίεση που ασκείται σε αντικείμενα από τον αέρα ή το Η ατμόσφαιρα της Γης . Αυτή είναι στην πραγματικότητα η μέτρηση του βάρους του αερίου πάνω από ένα αντικείμενο σε μια δεδομένη επιφάνεια. Όσο υψηλότερο είναι το υψόμετρο, τόσο χαμηλότερη η ατμοσφαιρική πίεση ασκείται επειδή υπάρχει λιγότερος αέρας που πιέζει κάτω στο αντικείμενο.

Πίεση υγρού

Είναι επίσης σημαντικό να υπολογίσετε την πίεση κάτω από το νερό ή σε ένα υγρό. Η πίεση κάτω από το νερό αυξάνεται με το πόσο βαθιά είστε. Η εξίσωση για τον υπολογισμό της πίεσης κάτω από ένα υγρό είναι:

Πίεση = D * g * h
όπου D είναι η πυκνότητα του υγρού, το g είναι ένα τυπικό βάρος (9,8 m / sδύο), και h είναι το βάθος του αντικειμένου στο υγρό.

Πίεση και κατάσταση ύλης

Η πίεση επηρεάζει επίσης την κατάσταση ή τη φάση της ύλης. Συχνά σκεφτόμαστε τις καταστάσεις της ύλης να αλλάζουν από στερεό σε υγρό ή υγρό σε αέριο με βάση τη θερμοκρασία, αλλά η πίεση έχει επίσης αντίκτυπο στην κατάσταση. Στις περισσότερες περιπτώσεις, όσο υψηλότερη είναι η πίεση, τόσο μεγαλύτερη είναι η θερμοκρασία που απαιτείται για την αλλαγή της κατάστασης.

Ένα παράδειγμα αυτού είναι το σημείο βρασμού από νερό. Σε υψηλότερα υψόμετρα όπου η πίεση του αέρα είναι χαμηλότερη, το νερό θα βράσει σε χαμηλότερη θερμοκρασία.

Ενδιαφέροντα γεγονότα για την πίεση
  • Το pascal πήρε το όνομά του από τον Γάλλο φυσικό και μαθηματικό Blaise Pascal.
  • Ένα pascal είναι μια αρκετά μικρή πίεση. Χρειάζονται 101.325 pascals για να ισούται με μία ατμόσφαιρα.
  • Ορισμένα αντικείμενα, όπως η άκρη ενός νυχιού ή η άκρη ενός μαχαιριού, είναι σχεδιασμένα με πολύ μικρή επιφάνεια ώστε να μεγιστοποιείται η πίεση που ασκείται από μια δύναμη.
  • Τα υποβρύχια πρέπει να είναι ειδικά σχεδιασμένα για να αντέχουν σε υψηλές πιέσεις όταν είναι βαθιά υποβρύχια.
  • Η πίεση του αέρα μετριέται συχνά με μια συσκευή που ονομάζεται βαρόμετρο. Τα περισσότερα βαρόμετρα σήμερα μετρούν την πίεση του αέρα σε χιλιοστά.
  • Οι αλλαγές στην πίεση του αέρα είναι σημαντικές για τους μετεωρολόγους, επειδή μπορούν να υποδηλώσουν αλλαγές στον καιρό.