Hidrosztatikai nyomás
Hidrosztatikai nyomás a folyadékokban és gázokban a folyadék vagy gáz súlyából származó nyomás.
Gravitációs térben a folyadékrétegek nyomják az alattuk levő rétegeket, ennek következtében a folyadékban feszültség, nyomás ébred.
Hidrosztatikai nyomás a nyugvó folyadék belsejében
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e3/Hydrostatic_pressure.jpg/200px-Hydrostatic_pressure.jpg)
Könnyen belátható, hogy a folyadék belsejében a hidrosztatikai nyomás a mélységgel lineárisan nő.
A sűrűségű folyadékkal teli edényben a felszíntől mélységben lévő keresztmetszetű felületelem felett lévő folyadékoszlop súlya:
,
ahol a földi nehézségi gyorsulás, azaz a nehézségi erőtér térerőssége.
A kiszemelt felületelemre ható nyomás – a definíciója szerint – egyenlő az erő és a felület hányadosával:
A folyadékoszlop súlyából származó nyomás:
.
Hidrosztatikai nyomás a vízben
A vízben egyre mélyebbre merülő búvár egyre nagyobb hidrosztatikai nyomást érez.
10 méter mélyen a vízben ugyanakkora a hidrosztatikai nyomás értéke, mint a nagyjából Pa nagyságú külső légköri nyomás.
A víz sűrűsége: . A nehézségi gyorsulás értéke becsléssel: . A mélység: . A fenti összefüggést felhasználva kapjuk:
.
Hidrosztatikai nyomás és a felhajtóerő
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0f/ArchimedischesPrinzipHerleitung.svg/200px-ArchimedischesPrinzipHerleitung.svg.png)
A folyadékba helyezett testre a test különböző mélységben lévő pontjainál különbözik a hidrosztatikai nyomás nagysága. Ahogy az ábráról is látszik, a nyomáskülönbségből származó erő felfelé hat. Az erők különbségének kifejezésében a kiszorított folyadék sűrűsége (), test magassága (), és alapterülete szerepel.
A magasság és az alapterület szorzata megegyezik a test térfogatával: .
A felhajtóerő nagysága ezért a kiszorított folyadék súlyával egyenlő:
Az Arkhimédész-törvényében leírt felhajtóerő tehát abból származik, hogy a folyadékban a hidrosztatikai nyomás függ a mélységtől.
Hidrosztatikai nyomás gyorsuló rendszerben lévő folyadék belsejében
A Föld körül keringő űrhajóban nem észlelhető a folyadékban hidrosztatikai nyomás. Például a Nemzetközi Űrállomáson nem marad meg a pohárban a víz. Az űrhajóban lévő tárgyakra ugyanis a keringés közben a gravitációs erőn kívül egy ugyanekkora nagyságú centrifugális erő is hat. Így az eredő térerősség nulla. A testeknek nincs súlya, ennek hiányában nem gyűlik össze a pohár alján a víz. A folyadékrészecskéket cseppek formájában csak a felületi feszültségből származó erő tartja egyben.
Szintén nincs hidrosztatikai nyomás akkor, ha a földi körülmények között egy tartályban lévő folyadék vagy gáz szabadon esik, mert a gyorsuló rendszerben fellépő tehetetlenségi erő ugyanakkora mint a nehézségi erő. Hidrosztatikai nyomás hiányában felhajtóerő sem lép fel a folyadékban. Például egy pohár víz aljába lenyomott pingpong labda nem jön fel miközben a pohár szabadon esik.
Források
Erostyák J., Litz J.: A fizika alapjai, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 2003
Lásd még
Fizikaportál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap