Η λέξη πίεση λέγεται στην καθημερινότητά μας, αλλά μπορεί να έχει διαφορετικές σημασίες. Μπορεί να σημαίνει μεγαλείο φυσικός στο οποίο θα εστιάσουμε σε αυτό το άρθρο, αλλά μπορεί επίσης να σημαίνει: Ντροπιαστική επιρροή, που αναγκάζει κάποιον να κάνει κάτι (Λεξικό Μιχαήλ). Υπό αυτή την έννοια, μπορούμε να δούμε την αναφορά του SPORTV για την αθλήτρια Verônica Hipólito, συμμετέχουσα στους Παραολυμπιακούς Αγώνες του Ρίο-2016.
Ελαφρύ, η Verônica Hipólito δεν σκέφτεται καν τα πλήθη και την πίεση στο Ρίο: «Αδιάφορη»
δείτε περισσότερα
Μια νέα προοπτική: η NASA δημοσιεύει τρισδιάστατες εικόνες μακρινών γαλαξιών
Ο καθηγητής του Χάρβαρντ πιστεύει ότι έχει βρει θραύσματα τεχνολογίας…
Ο σπρίντερ, που θα αγωνιστεί για τέσσερα μετάλλια στους Παραολυμπιακούς, εγγυάται ότι δεν θα είναι
η παρουσία της οικογένειας και των φίλων που θα σας ενοχλήσει: «Θα βάλω τα δυνατά μου».
Ένας από τους κορυφαίους αθλητές της Βραζιλίας στους Παραολυμπιακούς Αγώνες του Ρίο 2016 που ξεκινούν στις 7 Σεπτεμβρίου, Βερόνικα Ιπολίτο
Η πίεση ως φυσικό μέγεθος ορίζεται ως δύναμη ανά μονάδα επιφάνειας.
P= F/A, η δύναμη που ασκείται σε μια επιφάνεια πρέπει να είναι κάθετη σε αυτήν την επιφάνεια. Δείτε την παρακάτω εικόνα.
Η δύναμη F έχει κλίση θ με την κατακόρυφο και, επομένως, η συνιστώσα της προς αυτή την κατεύθυνση Fy δίνεται από Fy =F.cosθ, στην περίπτωση αυτή, Fy είναι η δύναμη κάθετη στην επιφάνεια (εμβαδόν Α).
Η πίεση φυσικής ποσότητας έχει πολλές μονάδες μέτρησης, αλλά αυτή που εκφράζεται σε SI είναι N/m2 = Pa (1 Newton/τετραγωνικό μέτρο ισούται με 1 Pascal).
| στο SI | CGS | στο MKS | Άλλες μονάδες |
| n/m2 =Pa (πασκάλ) | dyn/cm2 | Kgf/m2 | atm (ατμόσφαιρα)mmHg (mm υδραργύρου) |
Πόση πίεση ασκεί ένα άτομο 70 κιλών στο πάτωμα. Ας υποθέσουμε ότι η περιοχή των πελμάτων των ποδιών είναι 150 cm2.
Ανάλυση:
Υποθέτοντας ότι το βάρος του ατόμου κατανέμεται εξίσου μεταξύ των δύο ποδιών, τότε:
P=m.g =70 kg.10m/s2 =700N, σε κάθε πόδι υπάρχει δύναμη 350N και επομένως η πίεση των ποδιών στο πάτωμα είναι P= F/A, P= 350N/150×10-4m2
P= 2,33x104N/m2 = 2,33x104 Pa.
Ας δούμε μερικούς τύπους πίεσης που σχετίζονται με τη φυσική ποσότητα που συζητήθηκε παραπάνω.
Κάθε φορά που μιλάμε για πίεση με την έννοια του φυσικού μεγέθους, πρέπει να θυμόμαστε ότι είναι η αναλογία μεταξύ μιας δύναμης και του μέτρου της περιοχής στην οποία η δύναμη ενεργεί κάθετα. ΕΝΑ ατμοσφαιρική πίεση αντιστοιχεί στο βάρος του αέρα στα σώματα που είναι βυθισμένα σε αυτό το υγρό.
Ο Evangelista Torricelli ήταν αυτός που μέτρησε την ατμοσφαιρική πίεση μέσω ενός πειράματος στο οποίο χρησιμοποίησε υδράργυρο (Hg) σε μια δεξαμενή και έριξε ένα σωλήνα, επίσης, με αυτό το μέταλλο μέσα σε αυτό το δοχείο. Το ύψος του υδραργύρου που σχηματίστηκε και που δεν χύθηκε μέσα στον κάδο, είπε, ήταν επειδή η πίεση του αέρα πάνω από τον κάδο δεν έφευγε από τη στήλη του ο υδράργυρος να κατέβει και όρισε αυτή την πίεση ως 1atm (Μία ατμόσφαιρα) και η οποία αντιστοιχεί στο ύψος στον σωλήνα που ήταν 760 mmHg (760 mm Ερμής). Το πείραμα έγινε στο επίπεδο της θάλασσας. Όσο μεγαλύτερο είναι το υψόμετρο, τόσο πιο αραιός είναι ο αέρας, δηλαδή λιγότερο πυκνός και χαμηλότερη η πίεση.
Όταν έχετε την ευκαιρία να ταξιδέψετε με αεροπλάνο, κάντε τα εξής: πάρτε ένα μπουκάλι μεταλλικό νερό πλαστική σακούλα που είναι άδεια και ξεσκεπάστε την, ακόμα μέσα στο αεροπλάνο στο έδαφος, και με ανοιχτές πόρτες, κλείστε την μέσα έπειτα. Όταν το αεροπλάνο βρίσκεται σε υψόμετρο πλεύσης (10.000 μέτρα) θα δείτε ότι το μπουκάλι είναι γεμάτο, υποδεικνύοντας ότι υπήρξε κάποια διακύμανση της πίεσης.
Στην πραγματικότητα, η εσωτερική πίεση του αεροπλάνου έχει μειωθεί και αφού η πίεση στο εσωτερικό της φιάλης δεν έχει αλλάξει, η φιάλη τείνει να διογκωθεί. Αν και η καμπίνα του αεροπλάνου είναι υπό πίεση ώστε να διατηρεί την ίδια πίεση την ώρα της απογείωσης, είναι πάντα χαμηλότερη και επομένως η εσωτερική πίεση του μπουκαλιού είναι μεγαλύτερη αυτή τη στιγμή. Το αντίθετο θα συμβεί αν ξεκινήσετε να κάνετε το πείραμα όταν το αεροπλάνο βρίσκεται στα 10.000 μέτρα.
Έχετε σκεφτεί ποτέ την επίδραση της ατμοσφαιρικής πίεσης όταν πίνουμε ένα αναψυκτικό μέσα από ένα καλαμάκι; Όταν ρουφάτε το άχυρο, αφαιρείτε αέρα από το εσωτερικό του, προκαλώντας μείωση της εσωτερικής πίεσης, τότε η εξωτερική ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια του ψυκτικού ωθεί το υγρό μέσα στο άχυρο.
Άσκηση/Παράδειγμα
Πόση είναι η πίεση 1 atm στο SI;
Λύση:
Λοιπόν, γνωρίζουμε εξ ορισμού ότι:
Και ότι το βάρος της στήλης υδραργύρου δίνεται από το P=m.g, όπου η πυκνότητα δίνεται από: d=m/v και, επομένως, m=d.v.
Όμως, η πυκνότητα του Hg= 13,6g/cm3 επομένως ο υπολογισμός της μάζας του υδραργύρου λόγω της στήλης ύψους h δίνεται από: m= d. (A.h), όπου A είναι το εμβαδόν της βάσης του σωλήνα και h το ύψος του κυλίνδρου και (Ah) αντιστοιχεί στον όγκο.
Άρα η πίεση της στήλης υδραργύρου θα είναι P= 13,6g/cm3. (10m/s2). (760 mm), που βάζοντας τα πάντα στη μονάδα SI έχουμε:
P=(13.6.10-3kg/10-6m3).(10m/s2). (760,10-3μ) =
={ [13,6kg.(1̸0-6). 10m/s2].760m}/1̸0-6 m3=136(kg.m/s2).760̸m/m̸3=136N.(760/m2)
P=1,0336x105N/m2. Άρα 1atm είναι περίπου 1x105N/m2=1x105Pa.
Η πίεση σε ένα ρευστό αντιστοιχεί στην πίεση που ασκεί σε οποιοδήποτε σώμα βυθισμένο σε αυτό. Όταν μιλάμε για υγρό αυτό μπορεί να είναι αέρας ή οποιοδήποτε υγρό. Η πίεση μέσα σε οποιοδήποτε ρευστό δίνεται από: P=p0+ρgh, όπου p0 είναι η εξωτερική πίεση στο υγρό, d η πυκνότητα του υγρού, g η επιτάχυνση της βαρύτητας και το h αντιστοιχεί στο ύψος προς την επιφάνεια.
Η αρτηριακή πίεση προέρχεται από τη συστολή (συστολική πίεση) και τη χαλάρωση (διαστολική πίεση) των καρδιακών μυών. Όταν η καρδιά αντλεί αίμα, κερδίζει ταχύτητα μέσα στις αρτηρίες προκαλώντας πίεση σε αυτές.
Εάν υπάρξει μείωση της εσωτερικής διαμέτρου των αρτηριών λόγω αθηροσκλήρωσης (συσσώρευση λίπους στα τοιχώματα) θα υπάρξει μια αύξηση της πίεσης, καθώς το αίμα θα μειώσει τη ροή του σε αυτήν την περιοχή, η οποία μπορεί να θέσει σε κίνδυνο τις αρτηρίες με αναστάτωση.
Η φυσιολογική πίεση στα μάτια είναι περίπου 12mmHg έως 21mmHg, όταν αυξάνεται μπορεί να φτάσει έως και τα 70mmHg και μπορεί να βλάψει την όραση και να προκαλέσει τύφλωση. Το άτομο που έχει υψηλή πίεση στα μάτια ονομάζεται γλαύκωμα. Υπάρχουν διάφοροι τύποι γλαυκώματος που προκαλούν ενδοφθάλμια πίεση, καταστρέφοντας κυρίως το οπτικό νεύρο και τον αμφιβληστροειδή.
Νίβιο Μπερνάρντο
Μεταπτυχιακό στη Διδασκαλία της Φυσικής
ας σπουδάσουμε φυσική