بررسی مایعات ساکن-۳

💣☠ بسیار بسیار مهم: در تعدادی از سؤالات میزان نیروی وارد بر کف ظرف یا سطح زیر ظرف و همچنین فشار را می‌پرسد.

اول- محاسبه‌ی نیروی وارد بر کف ظرف: در این حالت کافیست از رابطه‌ی زیر استفاده کنیم:

دوم- محاسبه فشار ناشی ار مایع روی کف ظرف: در اینجا شکل ظرف اصلاً مهم نیست، و از همان فرمول \(P = \rho gh\) استفاده می‌کنیم.

نتیجه‌گیری: نیروی وارد بر کف ظرف از طرف مایع به شکل ظرف بستگی دارد، اما فشار بستگی ندارد!

حالت ب: سؤال از ما می‌خواهد نیروی وارد بر سطح زیر ظرف و همچنین فشار وارد بر آن را حساب کنیم. در این حالت:

اول- نیروی وارد بر سطح زیر ظرف: در این حالت، نیروی به شکل هندسی ظرف بستگی ندارد و از رابطه‌ی \(F = mg\) استفاده می‌کنیم.

دوم- فشار وارد بر سطح زیر ظرف: در این حالت، فشار به مساحت سطح تماس ظرف بستگی دارد و از رابطه: \(P = \frac{mg}{A}\) استفاده می‌کنیم.

حالت ج: در این حالت از مقایسه‌ی نیروی وارد بر کف ظرف با وزن مایع داخل آن از ما می‌پرسد. یا در یک مورد دیگر از مقایسه‌ی فشار وارد بر کف ظرف و فشار وارد بر سطح زیر ظرف ممکن است از ما بپرسد.

اگر بخواهیم نیروی وارد بر کف ظرف را با وزن مایع مقایسه کنیم، ابتدا از کف ظرف دو تا خط موازی تا سطح مایع رسم می‌کنیم، سپس بین این دو خط را رنگ آمیزی کرده و با مقدار مایع درون ظرف مقایسه می‌کنیم. سه حالت ممکن است پیش بیاید:

در شکلهای بالا، نیروی وارد بر سطح زیر ظرف با وزن مایع+وزن ظرف برابر است. اما فشار وارد بر کف ظرف برای هر سه مورد یکسان است (جنس مایع داخل ظرف برای هر سه ظرف یکی است).