Tekanan di dalam cecair bergantung pada kedalaman dan ketumpatan cecair, dengan rumus P = hρg. Bentuk bekas dan jumlah cecair tidak mengubahnya pada kedalaman yang sama.
Pelajaran ini sebahagian daripada topik daya dan tekanan. Ia mengembangkan idea daripada mengira tekanan daripada daya dan luas.
Apa yang diwakili oleh setiap simbol?
Dalam P = hρg, h ialah kedalaman dalam meter diukur dari permukaan cecair, ρ ialah ketumpatan dalam kg/m³, dan g ialah kekuatan graviti dalam N/kg. Hasilnya ialah tekanan dalam Pa.
Soalan akan memberi ρ dan g. Dalam contoh di sini, ρ air ialah 1 000 kg/m³ dan g ialah 10 N/kg sebagai nilai yang diberi.
Contoh berlatih: tangki air dan tangki minyak
Sebuah tangki air rekaan mempunyai kedalaman air 2.0 m. Tangki kedua mengandungi minyak rekaan berketumpatan 800 kg/m³ pada kedalaman 2.0 m juga.
Langkah 1: tekanan di dasar tangki air. P = 2.0 × 1 000 × 10 = 20 000 Pa.
Langkah 2: tekanan pada kedalaman 0.5 m di tangki air. P = 0.5 × 1 000 × 10 = 5 000 Pa.
Langkah 3: tekanan di dasar tangki minyak. P = 2.0 × 800 × 10 = 16 000 Pa.
Bandingkan langkah 1 dengan langkah 2: kedalaman 0.5 m ialah suku daripada 2.0 m, jadi tekanan juga tinggal suku. Bandingkan langkah 1 dengan langkah 3: kedalaman sama, tetapi minyak kurang tumpat, jadi tekanan lebih rendah.
Kesilapan yang menghilangkan markah
Slip yang kerap ialah menganggap bekas yang lebih lebar atau lebih banyak cecair memberi tekanan yang lebih besar. Pelajar menulis “tangki lebar mengandungi lebih banyak air, jadi tekanan di dasar lebih tinggi”.
Pembetulan: jika kedalaman dan jenis cecair sama, tekanan di dasar sama tanpa mengira lebar atau bentuk. Tulis “tekanan bergantung pada kedalaman dan ketumpatan, bukan pada isi padu atau bentuk bekas”.
Satu lagi slip ialah mengukur kedalaman dari dasar bekas. Kedalaman diukur dari permukaan cecair ke titik yang dimaksudkan.
Bagaimana menerangkan pemerhatian dalam eksperimen?
Bayangkan sebotol air plastik yang ditebuk tiga lubang yang sama saiz pada ketinggian berbeza. Air memancut paling jauh dari lubang yang paling rendah.
Terangkan dengan dua bahagian: tekanan bertambah dengan kedalaman, dan tekanan yang lebih tinggi menolak air keluar dengan lebih laju dari lubang yang lebih dalam. Pemerhatian yang sama menerangkan mengapa dinding empangan lebih tebal di bawah.
Semak sendiri
Sebuah cecair rekaan berketumpatan 1 200 kg/m³ berada pada kedalaman 0.40 m dalam sebuah bekas. Ambil g = 10 N/kg. Cari tekanan akibat cecair itu di dasar, dan terangkan sama ada tekanan akan berubah jika bekas ditukar kepada bentuk yang lebih lebar dengan kedalaman yang sama.
Jawapan
P = 0.40 × 1 200 × 10 = 4 800 Pa.
Tekanan tidak berubah jika kedalaman dan cecair sama, kerana tekanan bergantung pada kedalaman dan ketumpatan sahaja, bukan pada bentuk atau lebar bekas.
Apa yang dipelajari seterusnya
Teruskan dengan menerangkan keapungan secara konsep, yang menggunakan idea bahawa tekanan di bahagian bawah objek lebih besar daripada di bahagian atas. Kemudian cuba latihan daya dan tekanan.
Jika anda mahu seorang guru menguji penerangan anda dengan bekas baharu, lihat tuisyen Sains dalam talian secara satu lawan satu.