A fizikában a nyomást az erő elosztja a terület egységével. Az erő viszont a tömeg és a gyorsulás szorzata. Ez megmagyarázza, hogy egy téli kalandor miért biztonságosabb a megkérdőjelezhető vastagságú jégen, ha a felszínre fekszik, és nem áll egyenesen; a jégen kifejtett erő (tömege a gravitáció miatt megduplázza a lefelé gyorsulást) mindkét esetben azonos, de ha A két lábon álló lapos fekvés helyett ez az erő nagyobb területen oszlik el, ezáltal csökken az erőre gyakorolt nyomás jég.
A fenti példa a statikus nyomással foglalkozik - vagyis ebben a "problémában" semmi sem mozog (és remélhetőleg így is marad!). A dinamikus nyomás különbözik, magában foglalja a tárgyak mozgását folyadékokon - vagyis folyadékokon vagy gázokon keresztül -, vagy maguk a folyadékáramlás.
Az általános nyomásegyenlet
Amint megjegyeztük, a nyomás az erő területtel elosztva, az erő pedig a tömeg és a gyorsulás szorzata. Szentmise (m) azonban a sűrűség szorzataként is felírható (ρ) és a térfogat (V), mivel a sűrűség csak a tömeg osztva a térfogattal. Vagyis mivel:
\ rho = \ frac {m} {V} \ text {then} = m = \ rho V
A szabályos geometriai ábrák esetében a térfogat területre osztva egyszerűen megadja a magasságot.
Ez azt jelenti, hogy mondjuk egy hengerben álló folyadékoszlop esetében nyomás (P) a következő standard egységekben fejezhető ki:
P = {mg \ felett {1pt} A} = {ρVg \ felett {1pt} A} = ρg {V \ felett {1pt} A} = ρgh
Itt,ha folyadék felszíne alatti mélység. Ez feltárja, hogy a folyadék bármely mélységében a nyomás valójában nem attól függ, hogy mennyi folyadék van; lehet egy kis tartályban vagy az óceánban, és a nyomás csak a mélységtől függ.
Dinamikus nyomás
A folyadékok nyilvánvalóan nem csak tankokban ülnek; mozognak, gyakran csöveken keresztül pumpálják őket, hogy eljussanak helyről a másikra. A mozgó folyadékok ugyanúgy nyomást gyakorolnak a bennük lévő tárgyakra, mint az álló folyadékok, de a változók megváltoznak.
Lehet, hogy hallotta, hogy egy tárgy teljes energiája kinetikus energiájának (mozgásának energiájának) és potenciáljának összege energia (az az energia, amelyet "tárol" a tavaszi terhelésnél vagy messze a föld felett van), és hogy ez az összeg zárt állapotban állandó marad rendszerek. Hasonlóképpen, a folyadék össznyomása statikus nyomása, amelyet a kifejezés ad megρgha fentiekből származtatva, hozzáadva dinamikus nyomásához, amelyet az (1/2) kifejezés adρv2.
A Bernoulli-egyenlet
A fenti szakasz egy kritikus egyenlet levezetése a fizikában, annak következményeivel - folyadékon halad át, vagy maga tapasztalja az áramlást, beleértve a repülőgépet, a vizet a vízvezeték-rendszerben, vagy baseballs. Formálisan az
P_ {total} = ρgh + {1 \ felett {1pt} 2} ρv ^ 2
Ez azt jelenti, hogy ha egy folyadék egy adott szélességű és adott magasságú csövön keresztül jut be a rendszerbe, és elhagyja a rendszert egy másik szélességű és más magasságú csövön keresztül a rendszer teljes nyomása továbbra is megmaradhat állandó.
Ez az egyenlet számos feltételezésen nyugszik: A folyadék sűrűségeρnem változik, a folyadékáramlás állandó, és ez a súrlódás nem tényező. E korlátozások mellett is rendkívül hasznos az egyenlet. Például a Bernoulli-egyenletből megállapíthatja, hogy amikor a víz elhagy egy olyan csatornát, amelynek a kisebb átmérőjű, mint a belépési pontja, a víz gyorsabban halad (ami valószínűleg intuitív; a folyók nagyobb sebességet mutatnak, ha keskeny csatornákon haladnak át), és a nagyobb sebességű nyomása alacsonyabb lesz (ami valószínűleg nem intuitív). Ezek az eredmények az egyenlet variációjából következnek
P_1 - P_2 = {1 \ felett {1pt} 2} ρ ({v_2} ^ 2 - {v_1} ^ 2)
Tehát, ha a feltételek pozitívak, és a kilépési sebesség nagyobb, mint a belépési sebesség (azazv2 > v1), a kimeneti nyomásnak alacsonyabbnak kell lennie, mint a belépési nyomás (vagyisP2 < P1).