Η βασική διαφορά μεταξύ της πίεσης των στερεών και των υγρών είναι ότι η πίεση των στερεών συμβαίνει μόνο λόγω του βάρους του στερεού, ενώ η πίεση του υγρού οφείλεται τόσο στο βάρος όσο και στην κίνηση των μορίων του υγρού.
Η πίεση είναι μια πολύ σημαντική έννοια στη φυσική. Η έννοια της πίεσης παίζει πολύ σημαντικό ρόλο σε εφαρμογές όπως η θερμοδυναμική, η αεροδυναμική, η μηχανική των ρευστών και οι παραμορφώσεις. Επομένως, είναι ζωτικής σημασίας να έχουμε καλή κατανόηση της πίεσης προκειμένου να διαπρέψετε σε οποιονδήποτε τομέα που χρησιμοποιεί την πίεση ως βασική έννοια.
Τι είναι η πίεση των στερεών;
Η πίεση ενός στερεού προκύπτει λόγω του βάρους του στερεού. Μπορούμε να ερμηνεύσουμε αυτήν την πίεση χρησιμοποιώντας το επιχείρημα που βασίζεται στην πίεση υγρού. Τα άτομα μέσα σε ένα στερεό είναι στατικά. Επομένως, δεν δημιουργείται πίεση από την αλλαγή της ορμής ενός στερεού. Αλλά το βάρος της συμπαγούς στήλης πάνω από ένα ορισμένο σημείο είναι αποτελεσματικό στο εν λόγω σημείο. Αυτό δημιουργεί πίεση μέσα στο στερεό.
Ωστόσο, τα στερεά δεν διαστέλλονται ή συστέλλονται σε μεγάλες ποσότητες λόγω αυτής της πίεσης. Η πίεση στην πλευρά του στερεού, που είναι κάθετη στο διάνυσμα βάρους, είναι πάντα μηδέν. Επομένως, το στερεό έχει το δικό του σχήμα, σε αντίθεση με τα υγρά, που παίρνουν το σχήμα του δοχείου.
Τι είναι η πίεση των υγρών;
Για να κατανοήσουμε την έννοια της πίεσης των υγρών, πρέπει πρώτα να κατανοήσουμε την έννοια της πίεσης γενικά. Η πίεση ενός στατικού ρευστού είναι ίση με το βάρος της στήλης του ρευστού πάνω από το σημείο της πίεσης που μετράμε. Επομένως, η πίεση ενός στατικού (μη ρέοντος) ρευστού εξαρτάται μόνο από την πυκνότητα του ρευστού, τη βαρυτική επιτάχυνση, την ατμοσφαιρική πίεση και το ύψος του υγρού πάνω από το σημείο μέτρησης της πίεσης. Επίσης, μπορούμε να ορίσουμε την πίεση ως τη δύναμη που ασκείται από τις συγκρούσεις σωματιδίων. Με αυτή την έννοια, μπορούμε να υπολογίσουμε την πίεση χρησιμοποιώντας τη μοριακή κινητική θεωρία των αερίων και την εξίσωση αερίων. Ο όρος «hydro» σημαίνει νερό και ο όρος «στατικός» σημαίνει μη μεταβαλλόμενο. Αυτό σημαίνει ότι η υδροστατική πίεση είναι η πίεση του νερού που δεν ρέει. Ωστόσο, αυτό ισχύει και για οποιοδήποτε υγρό, συμπεριλαμβανομένων των αερίων.
Δεδομένου ότι η υδροστατική πίεση είναι το βάρος της στήλης του ρευστού πάνω από το σημείο μέτρησης, μπορούμε να το δώσουμε σε μια εξίσωση ως P=hdg, όπου P είναι η υδροστατική πίεση, h είναι το ύψος της επιφάνειας του ρευστού από το σημείο μέτρησης, d είναι η πυκνότητα του ρευστού και g είναι η βαρυτική επιτάχυνση.
Εικόνα 01: Πίεση Υγρού
Η συνολική πίεση στο μετρούμενο σημείο είναι η ένωση της υδροστατικής πίεσης και της εξωτερικής πίεσης (δηλαδή της ατμοσφαιρικής πίεσης) στην επιφάνεια του ρευστού. Η πίεση που οφείλεται σε ένα κινούμενο υγρό ποικίλλει από αυτή του στατικού ρευστού. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το θεώρημα Bernoulli για να υπολογίσουμε τη δυναμική πίεση των μη τυρβωδών ασυμπίεστων ρευστών.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της πίεσης των στερεών και των υγρών;
Η βασική διαφορά μεταξύ της πίεσης των στερεών και των υγρών είναι ότι η πίεση των στερεών προκύπτει μόνο λόγω του βάρους του στερεού, ενώ η πίεση του υγρού προκύπτει τόσο από το βάρος όσο και από την κίνηση των μορίων του υγρού. Κατά τον υπολογισμό αυτών των πιέσεων, μπορούμε να υπολογίσουμε την πίεση των στερεών χρησιμοποιώντας το βάρος του στερεού και την πίεση των υγρών χρησιμοποιώντας τόσο το βάρος του υγρού όσο και την κίνηση των μορίων του υγρού. Όταν εξετάζουμε τα σχήματα στερεών και υγρών, το στερεό έχει καθορισμένο σχήμα επειδή η πίεση στην πλευρά του στερεού, η οποία είναι κάθετη στο διάνυσμα βάρους, είναι πάντα μηδέν ενώ το υγρό παίρνει το σχήμα του δοχείου επειδή η πίεση του υγρού δρα στις πλευρές του υγρού καθώς και του πυθμένα.
Σύνοψη – Πίεση στερεών έναντι υγρών
Η βασική διαφορά μεταξύ της πίεσης των στερεών και των υγρών είναι ότι η πίεση των στερεών προκύπτει μόνο λόγω του βάρους του στερεού, ενώ η πίεση του υγρού προκύπτει τόσο από το βάρος όσο και από την κίνηση των μορίων του υγρού.
