Page 214 - To jest fizyka 7 – Fizyka SP – demo

212 Ciśnienie i siła wyporu

Z pierwszej części doświadczenia wynika, że ciecz o większej
gęstości przy tej samej wysokości słupa cieczy wywiera na dno
naczynia większe ciśnienie. To nic dziwnego – ciecz o większej
gęstości ma dla danej objętości większy ciężar.

Obliczanie ciśnienia cieczy
Wiemy już, że ciśnienie wywierane przez ciecz nie zależy od
kształtu ani od powierzchni dna naczynia. Aby obliczyć to ciśnie­
nie, możemy wyobrazić sobie naczynie np. w kształcie prostopa­
dłościanu. Ciecz w takim naczyniu przyjmuje kształt prostopadło­
ścianu, więc łatwo obliczyć jej objętość.
Objętość cieczy: V = S · h.
Masa cieczy: m = d · V = d · S · h.
Ciecz naciska na dno siłą równą swojemu ciężarowi:
F = m · g = d · S · h · g
Ciśnienie cieczy:

Otrzymaliśmy więc wzór:
ciśnienie gęstość przyspieszenie wysokość
hydrostatyczne = cieczy · ziemskie · słupa cieczy
p = d · g · h
p, kPa
100 Jeśli wysokość słupa danej cieczy zwiększy się np. 2 razy, to
80 woda ciśnienie hydrostatyczne także zwiększy się 2 razy. Ciśnienie
hydrostatyczne jest zatem proporcjonalne do wysokości słupa
60 alkohol
cieczy. Zgadza się to z wynikiem drugiej części doświadczenia.
40
Wykresy przedstawiają tę zależność dla dwóch cieczy: wody
20 i alkoholu. Ciśnienie to zależy więc również od rodzaju cieczy.
0 2 4 6 8 10 h, m
Ciśnienie wywierane przez Przykład 1. Jakie ciśnienie wywiera na dno zbiornika benzyna,
ciecz jest proporcjonalne do jeśli sięga do wysokości 2,5 m powyżej dna?
wysokości słupa tej cieczy.
kPa

Odpowiedź: Benzyna wywiera ciśnienie 18 kPa.

Przykład 2. Słup cieczy o wysokości 20 cm wywiera na dno
naczynia ciśnienie 1440 Pa. Co to za ciecz: benzyna, woda czy
gliceryna?
Ze wzoru p = d · g · h otrzymujemy: , stąd

Wśród wymienionych cieczy taką gęstość ma benzyna (możemy
to sprawdzić w tablicach na końcu podręcznika).
Odpowiedź: Tą cieczą jest benzyna.