Parcie hydrostatyczne

Zależność między ciśnieniem, wektorem parcia i wektorem skierowanym
Zależność między ciśnieniem, wektorem parcia i wektorem skierowanym

Parcie hydrostatyczne, napór hydrostatyczny – siła nacisku, jaką płyn wywiera na daną powierzchnię. Siła ta jest normalna do tej powierzchni.

Parcie hydrostatyczne jest związane z ciśnieniem wzorem

d P = p d S {\displaystyle d{\vec {P}}=pd{\vec {S}}}

gdzie:

d S {\displaystyle d{\vec {S}}} – wektor powierzchni nieskończenie małego fragmentu d s {\displaystyle ds} powierzchni S {\displaystyle S}
p {\displaystyle p} ciśnienie hydrostatyczne w punkcie znajdującym się na powierzchni d s {\displaystyle ds} [1].

Ponieważ rozpatrywane są nieskończenie małe elementy, przyjmuje się, że ciśnienie jest stałe na poziomie każdej takiej powierzchni d s . {\displaystyle ds.}

Dla powierzchni płaskich i stałego ciśnienia w każdym punkcie powierzchni wzór na parcie hydrostatyczne upraszcza się do postaci

P = p S . {\displaystyle P=pS.}

Płyn w stanie spoczynku wywiera parcie zarówno na dno, jak i ścianę naczynia.

Parcie na ścianę poziomą można obliczyć ze wzoru

N = ρ g h S {\displaystyle N=\rho ghS}

gdzie:

N {\displaystyle N} – parcie hydrostatyczne [N]
ρ {\displaystyle \rho } gęstość cieczy [kg/m³]
g {\displaystyle g} – przyspieszenie ziemskie [m/s²]
h {\displaystyle h} – wysokość słupa cieczy [m]
S {\displaystyle S} – pole powierzchni ściany [m²].

Wzór na parcie dla ściany pionowej to

N = ρ h 0 g S {\displaystyle N=\rho h_{0}gS}

gdzie:

h 0 {\displaystyle h_{0}} – głębokość środka geometrycznego ściany[2].

Zobacz też

Zobacz hasło parcie w Wikisłowniku
  • prawo Pascala

Przypisy

  1. ElżbietaE. Kubrak ElżbietaE., JanuszJ. Kubrak JanuszJ., Hydraulika techniczna. Przykłady obliczeń [online], Warszawa, SGGW [dostęp 2021-05-05] .
  2. KatarzynaK. Baran-Gurgul KatarzynaK., Zbiór zadań z hydrauliki z rozwiązaniami, Kraków 2005 [dostęp 2021-05-05] .