Πίεση

Πίεση (p) ονομάζεται το καταστατικό φυσικό μέγεθος που εκφράζεται με το πηλίκο της δύναμης (F) που ασκείται κάθετα προς μία επιφάνεια, προς το εμβαδόν της επιφάνειας (A):

όπου

F: δύναμη σε N (Newton) και

Α: επιφάνεια σε m²

Η δύναμη από μόνη της δεν είναι αρκετή για να περιγράψει την παραμόρφωση ενός στερεού ή τη μεταβολή του όγκου (ή της θερμοκρασίας) ενός ρευστού. Διαφορετικά συμπεριφέρεται ένα σώμα όταν ασκούμε δύναμη σε μια πολύ μικρή επιφάνειά του, απ' ότι αν ασκήσουμε την ίδια δύναμη σε μια μεγαλύτερη επιφάνεια του ίδιου σώματος.

Παράδειγμα

Για να καρφώσουμε μια πινέζα σε ένα ξύλινο αντικείμενο, μια μικρή δύναμη αρκεί. Επειδή η επιφάνεια (Α) είναι πολύ μικρή (η μύτη της πινέζας), δημιουργείται πολύ μεγάλη πίεση, που προκαλεί παραμόρφωση του ξύλινου αντικειμένου (διείσδυση της πινέζας).

Ας υποθέσουμε πως η πινέζα είχε μεγαλύτερη διατομή (χοντρότερη και όχι μυτερή). Δεν θα μπορούσαμε να βάλουμε την πινέζα με την ίδια δύναμη. Ο λόγος είναι ότι η πίεση είναι πια μικρότερη, αφού για την ίδια δύναμη η επιφάνεια της πινέζας είναι μεγαλύτερη. Μικρότερη πίεση σημαίνει, πιθανόν, μη παραμόρφωση του ξύλινου αντικειμένου (μη διείσδυση της πινέζας). Για να εισχωρήσει η πινέζα θα πρέπει να αυξήσουμε την πίεση ασκώντας μεγαλύτερη δύναμη.

Συμπέρασμα

Η πίεση αυξάνεται είτε με μεγαλύτερη δύναμη είτε με μικρότερη επιφάνεια και

η πίεση μειώνεται είτε με μικρότερη δύναμη είτε με μεγαλύτερη επιφάνεια

Πίεση στα υγρά

Τα υγρά ασκούν πίεση είτε:

λόγω του βάρους τους (υδροστατική πίεση)
λόγω των εξωτερικών πιέσεων που ασκούνται στο υγρό.

Τα υγρά έχουν την ιδιότητα να μεταδίδουν την πίεση σε όλα τους τα σημεία και η ιδιότητα αυτή βρίσκει πολλές εφαρμογές, όπως στο σύστημα πέδησης (υδραυλικά φρένα) του αυτοκινήτου, στα ανυψωτικά μηχανήματα κ.λπ.

Πίεση στα αέρια

Η πίεση των αερίων μεταβάλλεται αν αλλάξουμε τον όγκο ή τη θερμοκρασία τους.

Ο ατμοσφαιρικός αέρας ασκεί παντού πίεση, η οποία λέγεται ατμοσφαιρική πίεση και είναι ίση με μία ατμόσφαιρα (1 atm)

Η ατμοσφαιρική πίεση εξαρτάται από το υψόμετρο. Όσο ανεβαίνουμε η πίεση μικραίνει. Σε ύψος 5 χμ από την επιφάνεια της θάλασσας η ατμοσφαιρική πίεση είναι περίπου ½ atm.

Παράδειγμα

Σε μια μηχανή Diesel, η διάμετρος του εμβόλου (d) είναι 850 mm και η πίεση από τα αέρια της καύσης είναι p=15 bar (=15 ·10⁵ Pa δηλ. 15 ·10⁵ N/m²). Να υπολογιστεί η δύναμη (F) που ασκείται στο έμβολο.

Λύση

Αφού το σχήμα της επιφάνειας του εμβόλου είναι κυκλικό με διάμετρο d=850mm = 0,85m, η επιφάνειά του θα είναι:

και η δύναμη θα υπολογιστεί από:

Google Sites

Report abuse