Pressão hidrostática, ou a pressão que um fluido exerce em equilíbrio em um determinado ponto no fluido devido à gravidade, aumenta em profundidades menores, pois o fluido pode exercer mais força do líquido acima disso apontar.
Você pode calcular a pressão hidrostática do líquido em um tanque como a força por área para a área do fundo do tanque dada por pressão = força / unidades de área. Nesse caso, a força seria o peso que o líquido exerce no fundo do tanque devido à gravidade.
Se você deseja encontrar a força resultante quando conhece a aceleração e a massa, pode calculá-la comoF = ma, de acordo com a segunda lei de Newton. Para a gravidade, a aceleração é a constante de aceleração gravitacional,g. Isso significa que você pode calcular essa pressão como
P = \ frac {mg} {A}
para uma missamem quilogramas, áreaUMAem pés2 ou m2, egcomo a constante gravitacional de aceleração (9,81 m / s2, 32,17405 pés / s2).
Isso fornece uma maneira aproximada de determinar as forças entre as partículas para o líquido no tanque, mas assume que a força da gravidade é uma medida precisa da força entre as partículas que causa pressão.
Se você quiser levar mais informações em consideração usando a densidade do fluido, você pode calcular a pressão hidrostática de um líquido usando a fórmulaP = ρ g hno qualPé a pressão hidrostática do líquido (em N / m2, Pa, lbf / ft2ou psf),ρ("rho") é a densidade do líquido (kg / m3 ou lesmas / ft3), gé a aceleração gravitacional (9,81 m / s2, 32,17405 pés / s2) ehé a altura da coluna do fluido ou profundidade onde a pressão é medida.
Fluido de fórmula de pressão
As duas fórmulas parecem semelhantes porque são o mesmo princípio. Você pode derivarP = ρ g ha partir deP = mg / Ausando as seguintes etapas para obter a fórmula de pressão para fluidos:
- P = mg / A
- P = ρgV / A: substituir a massamcom densidadeρvezes o volumeV.
- P = ρ g h: substituirV / Acom alturahPorqueV = A x h.
Para o gás em um tanque, você pode determinar a pressão usando a lei do gás idealPV = nRTpara pressãoPem atmosferas (atm), volumeVem m3, número de molesn, constante de gásR8,314 J / (molK) e temperaturaTem Kelvin. Essa fórmula considera as partículas dispersas em um gás que dependem das quantidades de pressão, volume e temperatura.
Fórmula da pressão da água
Para água que é 1000 kg / m3 que tem um objeto a 4 km de profundidade, você pode calcular essa pressão como
P = 1000 \ texto {kg / m} ^ 3 \ vezes 9,8 \ texto {m / s} ^ 2 \ vezes 4000 \ texto {m} = 39200000 \ texto {N / m} ^ 2
como um exemplo de uso da fórmula da pressão da água.
A fórmula para pressão hidrostática pode ser aplicada a superfícies e áreas. Neste caso, você pode usar a fórmula diretaP = F / Apara pressão, força e área.
Esses cálculos são centrais para muitas áreas de pesquisa em física e engenharia. Na pesquisa médica, cientistas e médicos podem usar esta fórmula de pressão da água para determinar a pressão hidrostática de fluidos nos vasos sanguíneos, como plasma sanguíneo ou fluidos nas paredes do sangue embarcações.
A pressão hidrostática nos vasos sanguíneos é a pressão exercida pelo fluido intravascular (ou seja, plasma sanguíneo) ou fluido extravascular na parede (isto é, endotélio) do vaso sanguíneo em órgãos humanos, como os rins e o fígado, ao realizar diagnósticos ou estudar a fisiologia humana.
As forças hidrostáticas que impulsionam a água por todo o corpo humano são geralmente medidas usando a força de filtração que o a pressão hidrostática capilar usa contra a pressão do tecido ao redor dos capilares ao bombear sangue por todo o corpo.