Hydrostatique

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Qu’est-ce que la hydrostatique ?

L’air qui nous entoure au niveau de la mer nous presse à 14,5 livres par pouce carré (1 bar). Nous ne ressentons pas cette pression hydrostatique puisque les fluides dans notre corps poussent vers l’extérieur avec la même force.

Mais si vous nagez dans l’océan à quelques pieds et vous commencerez à remarquer un changement.

 

Vous commencerez à ressentir une augmentation de la pression hydrostatique sur vos tympans. Ceci est dû à une augmentation de la pression hydrostatique qui est la force par unité de surface exercée par un liquide sur un objet. Plus vous descendez sous la mer, plus la pression hydrostatique exercée sur vous sera grande. Pour chaque 10 pieds (33 pieds) de profondeur, la pression hydrostatique augmente de 14,5 psi (1 bar).

La pression hydrostatique est la pression exercée par un fluide à l’équilibre à un point donné du fluide, en raison de la force de gravité. La pression hydrostatique augmente en proportion de la profondeur mesurée à partir de la surface en raison du poids croissant du fluide exerçant une force vers le bas par le haut.

Si un fluide se trouve dans un récipient, la profondeur d’un objet placé dans ce fluide peut être mesurée. Plus l’objet est placé dans le liquide, plus il subit de pression hydrostatique. C’est parce que le poids du fluide est au-dessus. Plus le fluide est dense au-dessus, plus la pression hydrostatique exercée sur l’objet est immergée, du fait du poids du fluide.

Laissez-nous dériver la formule pour la pression hydrostatique sur un objet immergé dans un fluide:

De, qu’est-ce que la pression hydrostatique: Pression = Force / Zone

De, qu’est-ce que Force: Force = masse x accélération = m x g (accélération de la gravité)

Donc: Pression = F / A = mg / A

De quoi est Densité: Densité = Masse / Volume; Masse = Densité x Volume

Nous avons maintenant la pression = (densité x volume x accélération) / surface.

La formule qui donne la pression hydrostatique P sur un objet immergé dans un fluide est donc:

P = r * g * h

r (rho) est la densité du fluide,
g est l’accélération de la gravité
h est la hauteur du fluide au-dessus de l’objet

La pression hydrostatique due au seul liquide (c’est-à-dire la pression manométrique) à une profondeur donnée dépend uniquement de la densité du liquide, de l’accélération de la gravité et de la distance sous la surface du liquide.

La pression hydrostatique  du fluide statique à une profondeur donnée ne dépend pas de la masse totale, de la surface ou de la géométrie du récipient.

P = r * g * h

Pression = (densité du liquide) x (gravité d’accélération) x (hauteur)

Si le récipient est ouvert à l’atmosphère ci-dessus, la pression atmosphérique ajoutée doit être ajoutée si l’on veut trouver la pression hydrostatique totale sur un objet. La pression hydrostatique à une profondeur donnée dans un liquide statique résulte du poids du liquide agissant sur une surface unitaire à cette profondeur plus toute pression hydrostatique  agissant sur la surface du liquide.

Ptotal = Patmosphère + Pfluid

Ptotal = Patmosphère + (r * g * h)

Exemple :

Trouvez la pression hydrostatique sur un plongeur qui se trouve à 10 mètres sous la surface de l’océan. Supposer les conditions atmosphériques standard. Utiliser la densité de l’eau de mer = 1,03 X 103 kg / m3 et la pression atmosphérique de 1,01 x 105 N / m 2.

Solution :

Pfluide = r g h = (1,03 x10 3 kg / m3) (9,8 m / s2) (10 m) = 1,09 x 105 N / m 2.
Ptotal = Patmosphère + Pfluide = (1,01 x 105) + (1,09 x 105) Pa = 2,10 x 105 Pa (Pascals)

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