แรงดันกับความดันของของเหลว

แรงดนั กบั ความดนั ของของเหลว

แรงดนั ของของเหลว (force) • แรงดนั ของของเหลวท่ีกระทาต่อพน้ื ผิวของวัตถุในทศิ ทางตัง้ ฉากเกิดข้ึน ได้ ทุกทิศทาง

ความดนั ของของเหลว (pressure) • คอื อัตราสว่ นระหว่างแรงดนั ของของเหลวที่กระทาตงั้ ฉาก กับพ้ืนทีผ่ ิวของวัตถุความ ดนั เปน็ ปริมาณสเกลาร์มีขนาดแตไ่ ม่มีทิศทาง คานวณได้ดงั นี้ P = ������ ถ้าทราบความดันของ ������ ของเหลวจะคานวณหา แรงดนั ของของเหลวไดจ้ าก เมอ่ื P คือ ความดัน มหี นว่ ยเปน็ นิวตนั ตอ่ ตารางเมตร (N/m2) สูตร F = PA F คือ แรงดันทีก่ ระทาตัง้ ฉากกบั วตั ถุ มีหนว่ ยเปน็ นิวตัน (N) A คอื พ้นื ทข่ี องวัตถุ มีหนว่ ยเปน็ ตารางเมตร (m2)

จากรปู ก อธิบายได้ดังน้ี 1. ขนาดของรูทเี่ จาะบนขวดมีขนาดเทา่ กนั ทงั้ 3 รู แสดงว่า พ้ืนทผ่ี วิ ทีน่ ้ากระทาาตอ่ ขวดบริเวณทเ่ี จาะเทา่ กนั ทั้ง 3 รู ซง่ึ เปน็ ตวั แปรควบคมุ 2. ระดบั ความลึกของของเหลวจากผวิ นา้ ถงึ รูทเ่ี จาะ ต่างกัน เม่ือพบว่ารทู ีเ่ จาะท่มี รี ะดับความลึกมากท่สี ุด 15 เซนตเิ มตร จากผวิ นา้ แรงดนั ของน้าจะมากทีส่ ุด นา้ จึงพงุ่ ออกไปได้ระยะ ทางไกลทีส่ ดุ และรทู เ่ี จาะบนสุดมรี ะดับความลึก จากผวิ นา้ 5 เซนติเมตร แรงดนั ของนา้ จะน้อยทส่ี ดุ นา้ จึงพงุ่ ไปไดร้ ะยะทาง สั้นทีส่ ุด จาก F = PA เม่อื พนื้ ที่มขี นาดคงที่(A) ดังนั้น แรงดันของนา้ (F) จึง ข้นึ อยกู่ บั ระดับความลกึ ของผวิ นา้ ซง่ึ เท่ากบั ความดนั (P)

จากรปู ข อธิบายได้ดงั น้ี 1. รูที่เจาะขวดพลาสติกมีขนาดตา่ งกัน รูทม่ี ขี นาด ใหญก่ วา่ แสดงวา่ มีพืน้ ทีม่ ากกวา่ รูทมี่ ีขนาดเล็ก 2. เมอื่ ความลึกของนา้ คงที่ แรงดันของน้าทกี่ ระทาา บนพ้นื ทรี่ ขู นาดใหญจ่ ะมากกวา่ แรงดนั ของน้าทก่ี ระทา บน พน้ื ทีร่ ูขนาดเล็ก จาก F = PA เมอ่ื ความลกึ ของน้าาคงที่ (P) ดงั นั้น แรงดนั ของนา้ า (F) จงึ ขึ้นอยกู่ บั ขนาดของพนื้ ที่ (A) ท่แี รงดันนา้ กระทาบนพน้ื ทนี่ น้ั

สรุป 1) ถา้ พ้นื ทค่ี งท(่ี A คงท่ี) ความดนั ของของเหลวจะมาก (P มาก) และแรงดนั ของของเหลวจะมากดว้ ย(F มาก) 2) ถ้าแรงดันคงท(่ี F คงท่ี) ขนาดของพ้ืนท่ีผวิ มาก (A มาก) ความดันของของเหลวจะมคี า่ น้อย(P น้อย) แตถ่ า้ ขนาดของพน้ื ทผ่ี ิวนอ้ ย (A น้อย) ความดันของ ของเหลวจะมีค่ามาก (P มาก)

แรงดนั ของของเหลวมลี กั ษณะดงั น้ี 1. แรงดนั ทีก่ ระทาในแนวต้ังฉากกบั พ้ืนผวิ 2. แรงดนั ของของนา้ ขน้ึ อยู่กับระดับความลกึ จากผวิ น้าและพน้ื ทผ่ี ิวของวตั ถุทถี่ ูก แรงดันกระทา