Pritisak

Efekat koji sila ostvari delovanjem na neku površinu se naziva pritisak.

Odnos sile i površine

Bez obzira što smo silu definisali kao uzrok ubrzanog kretanja (drugi Njutnov zakon), efekti koje sila ostvaruje, pod nekim specifičnim okolnostima, mogu bit veoma iznenađujući. To se između ostalog vidi na primeru poluge, koja nam omogućuje da primenimo znatno veću silu, ako smo našli dobar oslonac i dovoljno dugu i čvrstu šipku.

Jedna stvar, koju znamo iz iskustva, je da izbegavamo špicaste ili oštre predmete, jer se na njih možemo ubosti ili poseći. Razlog postojanja ovog iskustva leži u činjenici da sila primenjena na manju površinu ostvaruje veći efekat nego kada se primeni na veću površinu.

Fizička veličina, koja direktno daje informaciju o tome koliki će efekat uzrokovati dejstvo sile, naziva se pritisak i obeležava se malim slovom p. Pritisak je u fizici matematički definisan kao intenzitet sile F, koja deluje na površinu S:

$$p=\frac{F}{S}$$

Očigledno je da će za male vrednosti površine S, a pri delovanju iste sile F, vrednost pritiska biti veća nego što bi bila da se dejstvo sile raspodelilo na veću površinu.

Pritisak je skalarna veličina, a njegova merna jedinica je $\frac{N}{m^{2} }$, što smo preimenovali u “Paskal” sa oznakom Pa.

Hidrostatički pritisak

Pritisak se prenosi i kroz tečnosti i gasove, ali za razliku od čvrstih tela, gde se pritisak javlja samo u smeru delovanja sile normalne na podlogu, kroz tečnosti i gasove se pritisak prenosi u svim pravcima. Uzrok za ovakvo prenošenje pritiska kroz tečnosti i gasove, leži u činjenici da se molekuli tečnosti i gasova mogu kretati u svim pravcima, za razliku od molekula čvrstih supstanci, koji ne mogu da menjaju uzajamni položaj.

Pritisak koji izvrši težina tečnosti Q na dno suda, površine S, iskazuje se formulom za pritisak kao:

$$p=\frac{Q}{S}$$

S obzirom da se težina tečnosti može iskazati kao proizvod mase i gravitacione konstante:

$$Q=mg$$

a da se masa tečnosti može iskazati kao proizvod gustine i zapremine:

$$m=\rho \cdot V$$

Pritisak na dno suda možemo iskazati formulom:

$$p=\frac{\rho \cdot V\cdot g}{S}$$

Zapremina tečnosti u posudi na slici se računa kao zapremina cilindra, korišćenjem izraza:

$$V=S\cdot h$$

Pa kada se i to zameni u prethodni izraz, a nakon skraćivanja vrednosti za površinu S, dobijamo konačni izraz za pritisak u tečnostima:

$$p=\rho \cdot g\cdot h$$

Ovaj pritisak se naziva hidrostatički pritisak. Ono što odmah pada u oči je činjenica da pritisak u tečnostima uopšte ne zavisi od mase tečnosti, a ni od površine na koju težina tečnosti deluje. Ovo ostavlja dosta prostora za diskusiju o tome kako se pritisak prenosi kroz tečnosti i kako se to može primeniti. Više o svemu ovome pogledajte u video času.