بزرگی نیروی عمودی که بر واحد سطح جسم وارد می شود.
\(P = \frac{{{F_ \bot }}}{A}\)
که در فرمول (P) به معنای فشار
(\({F_ \bot }\)) به معنای نیروی عمودی
و (A) به معنای مساحت سطح است.
1 یکای فشار در SI به صورت نیوتن بر متر مربع (\(\frac{N}{{{m^2}}}\)) است که به آن در اصطلاح پاسکال، (Pa) گفته می شود.
2 فشار کمیتی نرده ای می باشد و فاقد جهت و راستا است.
مثال
اگر انگشتتان را روی سطح میز طوری قرار دهیم که سطح تماس حدود\(1c{m^2}\) باشد، چه نیروی باید وارد کنیم تا فشار در محل انگشتتان تقریبا \(1 \times {10^5}Pa\) باشد؟
\(\begin{array}{l}A = 1c{m^2} = 1 \times {10^{ - 4}}{m^2}\\F = ?\\P = {10^5}Pa\\ \to P = \frac{F}{A} \to F = PA \to F = {10^5} \times {10^{ - 4}} = 10N\end{array}\)
نیروی وارد بر سطح 2 برابر با حاصل جمع وزن مایع بین دو سطح و نیروی وارد از ظرف سطح 1 می باشد.
\({P_2} = {P_1} + \rho gh\)
فشار در مایع ها به شکل ظرف بستگی ندارد.
فشار نقاط هم تراز درون یک مایع یکسان است.
مثال
جسمی مکعبی به طول ضلع \(20cm\) درون شاره ای غوطه ور و در حال تعادل است. فشار در بالا و زیر جسم برابر 105 و \(106/8\) کیلو پاسکال است. چگالی شاره چند کیلوگرم بر متر مکعب است؟
\(\begin{array}{l}h = 20cm = 0/2m\\{P_1} = 105KPa = 105000Pa\\{P_2} = 106/8KPa = 106000Pa\\g = 10\frac{N}{{Kg}}\\\rho = ?\\{P_2} = {P_1} + \rho gh \to 106000 = 105000 + \rho \times 10 \times 0/2\\ \to 1800 = 2\rho \to \rho = 900\frac{{Kg}}{{{m^3}}}\end{array}\)
نیروی وزن هوای اطراف زمین است.
عامل فشار، جنبش مولکولی گاز است.
فشار کل در عمق h درون یک شاره، از جمع فشار هوا با فشار ارتفاع ستون مایع، فشار کل درون ظرف، بدست می آید.
\(P = \rho gh + {P_0}\)
در این فرمول:
(P) فشار کل در مایع،
(\(\rho \)) چگالی مایع،
(g) شتاب گرانش،
(h) ارتفاع ستون مایع
و (\({P_0}\)) فشار هوا است.
مثال
فشار آب در عمق 3 متری از سطح آزاد آن، چند پاسکال است؟
\(\begin{array}{l}P = ?\\\rho = 1000\frac{{Kg}}{{{m^3}}}\\g = 10\frac{N}{{Kg}}\\h = 3m\\{P_0} = {10^5}Pa\\ \to P = \rho gh + {P_0} \to P = 1000 \times 10 \times 3 + {10^5}\\ \to P = 130000Pa\end{array}\)
1 هرچه از سطح زمین بالاتر برویم، به علت رقیق شدن هوا و کاهش تعداد ذره ها، فشار هوا کاهش می یابد و هرچه به سطح دریا نزدیک تر می شویم، فشار هوا افزایش می یابد.
2 تا ارتفاع 2000 متری از سطح زمین: به ازای هر 10m که از سطح زمین بالا می رویم فشار هوا تقریبا یک میلی متر جیوه کاهش می یابد.
3 چگالی آب بسیار کمتر از چگالی جیوه است.