فشار را با نیرو یکی نگیر
فشار از تقسیم اندازهٔ نیروی عمودی بر مساحت سطح به دست میآید. یک نیروی یکسان روی سطح کوچکتر فشار بیشتری ایجاد میکند. در پاسخ، نیوتون را برای نیرو و پاسکال را برای فشار نگه دار.
نوع شاره | چگالی ρ | عمق عمودی h | شتاب گرانش g | فشار سطح آزاد | فشار نقطه
عمق را عمودی اندازه بگیر
در رابطهٔ فشار هیدروستاتیکی، فاصلهٔ عمودی نقطه تا سطح آزاد اهمیت دارد؛ طول ظرف، شکل دیواره یا مسیر مورب تا سطح وارد رابطه نمیشود. روی شکل یک خط افقی از نقطه و یک پیکان عمودی تا سطح مرجع بکش.
فشار گیج و فشار کل را جدا بنویس
عبارت ρgh افزایش فشار ناشی از ستون شاره را نشان میدهد. اگر سؤال فشار کل نقطه را بخواهد، فشار وارد بر سطح آزاد نیز باید در معادله دیده شود. نام کمیت خواستهشده را پیش از محاسبه کنار آن بنویس.
نقاط همتراز را با شرط درست مقایسه کن
در یک شارهٔ ساکن و پیوسته، نقاط همتراز فشار برابر دارند. اگر میان نقاط شارههای متفاوت، مرز جداکننده یا پیستون وجود دارد، برابری را بدون بررسی شرایط اعمال نکن. مسیر مقایسه را روی شکل علامت بزن.
ظرفهای متفاوت میتوانند فشار یکسان بدهند
اگر نوع شاره، عمق و فشار سطح آزاد یکسان باشد، شکل ظرف بهتنهایی فشار یک نقطه را تغییر نمیدهد. مقدار کل مایع یا مساحت کف را جای عمق عمودی در رابطه قرار نده.
اصل پاسکال را به تغییر فشار مربوط کن
در سامانهٔ بسته، تغییر فشار اعمالشده به شاره منتقل میشود. در مسئلهٔ دو پیستون، فشارهای متناظر را برابر قرار بده و هر نیرو را بر مساحت همان پیستون تقسیم کن. قطر را پیش از محاسبه به مساحت تبدیل کن.
مزیت نیرویی را با جابهجایی کنترل کن
پیستون بزرگتر میتواند نیروی بزرگتری وارد کند، اما جابهجایی دو پیستون برابر نیست. اگر سؤال جابهجایی دارد، پایستگی حجم جابهجاشده را جدا از برابری فشار بنویس و مساحت را با طول حرکت همان پیستون جفت کن.
نمونهٔ حل پیستون هیدرولیکی
اگر مساحت پیستون کوچک ۲ سانتیمتر مربع، مساحت پیستون بزرگ ۴۰ سانتیمتر مربع و نیروی ورودی ۱۵ نیوتون باشد، نسبت مساحتها ۲۰ است؛ پس در مدل آرمانی نیروی خروجی ۳۰۰ نیوتون میشود. تبدیل هر دو مساحت با واحد یکسان باعث میشود نسبت بدون واحد بماند.
در شارهٔ چندلایه سهمها را جمع کن
اگر بالای نقطه چند مایع با چگالی و ارتفاع متفاوت قرار دارند، افزایش فشار هر لایه را جدا حساب کن و سپس جمع بزن. یک چگالی میانگین را بدون درخواست یا دادهٔ مناسب جایگزین لایهها نکن.
کنترل نهایی را تصویری انجام بده
نقطهٔ عمیقتر در شرایط یکسان باید فشار بیشتری داشته باشد و واحد نهایی باید پاسکال باشد. برای تبدیل واحد از راهنمای تبدیل واحد فیزیک و برای ساخت پاسخ مرحلهای از راهنمای فیزیک نهایی استفاده کن.