HesapHanem

Hidrostatik Basınç Kuvveti Hesaplama

Batık düz bir yüzeydeki toplam kuvvet

Nasıl hesaplanır?

Araç önce yüzey ağırlık merkezindeki etkin (gösterge) basıncı hesaplar, p = ρ × g × h, sonra toplam kuvveti bulur, F = p × A. Girdiler SI birimindedir: yoğunluk ρ kg/m³, ağırlık merkezinin serbest yüzeyin altındaki derinliği h m, alan A m² ve yerçekimi g m/s². g dahil dört alan da zorunludur (Dünya'da 9,81). Yoğunluk, alan ve g sıfırdan büyük olmalı; derinlik sıfır olabilir ama negatif olamaz. Basınç Pa, kuvvet N cinsindendir ve ikisi de iki ondalığa yuvarlanır. Basınç, sıvının üstündeki atmosferi içermez; kuvvet ise ağırlık merkezinden biraz daha aşağıdaki basınç merkezinde etki eder ve araç bu noktayı hesaplamaz.

Örnek hesaplama

Alanı 2 m² olan düz bir kapağın merkezi tatlı suyun (ρ = 1000 kg/m³, g = 9,81 m/s²) 3 m altında olsun. Adım 1: p = 1000 × 9,81 × 3 = 29.430 Pa. Adım 2: F = 29.430 × 2 = 58.860 N. Araç 29.430,00 Pa basınç ve 58.860,00 N toplam kuvvet gösterir; bu, kapağa yaklaşık 5,9 ton-kuvvet bastığı anlamına gelir.

Bu örneği dene →

Sık yapılan hatalar

  • Ağırlık merkezi yerine üst veya alt kenarın derinliğini kullanmak; dikey bir dikdörtgende ağırlık merkezi yüksekliğin yarısındadır.
  • Santimetre veya litre kullanmak: derinlik metre, alan metrekare, yoğunluk kg/m³ olmalıdır (su 1000, 1 değil).
  • Atmosfer basıncını sonuca eklemek ya da sonuca dahil olmasını beklemek; burada yalnızca sıvının ağırlığı sayılır, bu da havanın iki yüze de bastığı durumlarda doğrudur.
  • Kuvvetin ağırlık merkezinde etki ettiğini varsaymak; etki çizgisi daha aşağıdadır ve moment hesabında fark yaratır.
  • g'yi boş bırakmak; alan zorunludur, 9,81 yazılmalıdır.

Bu hesaplama hakkında

Düz batık bir yüzeydeki hidrostatik kuvvet F = ρ × g × h̄ × A ile bulunur; burada ρ akışkan yoğunluğu, g yerçekimi ivmesi, h̄ yüzeyin ağırlık merkezinin akışkan yüzeyinin altındaki derinliği, A ise yüzey alanıdır — bu formül işe yarar çünkü basınç derinlikle doğrusal olarak arttığı için ağırlık merkezindeki derinlik, tüm yüzey boyunca doğru ortalama basıncı verir.

İnşaat ve yapı mühendisleri, baraj duvarlarını, tank kenarlarını, istinat duvarlarını ve batık kapıları boyutlandırmak için tam olarak bu hesabı kullanır; çünkü su tutan bir yapıda toplam kuvveti yanlış hesaplamanın ciddi sonuçları vardır — bir yüzme havuzu duvarı ile küçük bir baraj, çok farklı ölçeklerde olsa da aynı fizikle boyutlandırılır.

Bu faydalı oldu mu?

En fazla 3 tepki seçebilirsiniz.

Yorumlar (1)

  • Editör ekibi

    Su yüksekliğinin duvarın tüm boyunu doldurduğu dikey bir duvarda kuvvet, derinliğin karesiyle artar. 10 m genişliğinde ve 3 m su tutan bir duvar için ağırlık merkezi derinliğine 1,5 m, alana 30 m² girin: 441.450 N çıkar. Su 6 m olursa kuvvet iki katı değil, dört katı olur. Su seviyesindeki küçük bir artışın bu kadar önemli olmasının nedeni budur. Hangi yapıyı kontrol ediyorsunuz?

Popüler hesaplayıcılar

Kredi Hesaplama

Aylık taksit, toplam faiz ve ödeme planını hesaplayın.

Yüzde Hesaplama

Yüzde değişim, indirim ve oran hesaplamaları.

İndirim Hesaplama

İndirimli fiyatı, kazancı ve indirim tutarını hesaplayın.

Vücut Kitle Endeksi (VKİ)

Boy ve kiloya göre vücut kitle endeksini hesaplayın.

Yaş Hesaplama

Doğum tarihinden bugüne tam yıl, ay ve gün cinsinden yaşınızı hesaplayın.

Bileşik Faiz Hesaplama

Ana para, faiz oranı ve süreye göre bileşik faizle nihai tutarı hesaplayın.

Tüm Hesaplayıcılar