Terangkan perbezaan tekanan dengan kedalaman

Tekanan cecair meningkat dengan kedalaman kerana cecair di atas sesuatu titik mempunyai berat. Semakin dalam titik itu, semakin banyak cecair di atasnya, jadi tekanan lebih besar. Jawapan yang lengkap juga menyatakan bahawa tekanan bertindak sama rata ke semua arah pada satu titik.

Pelajaran ini dibina atas pengiraan tekanan cecair. Ia menukar persamaan kepada penaakulan bertulis yang diminta oleh soalan peperiksaan.

Apakah yang menjadikan penerangan yang baik?

Penerangan yang baik ialah beberapa pernyataan pendek yang bersambung. Untuk kedalaman, urutannya begini:

1. Cecair mempunyai berat kerana graviti.
2. Tekanan pada satu titik disebabkan oleh berat cecair di atasnya.
3. Pada kedalaman yang lebih besar, terdapat ketinggian cecair yang lebih besar di atas.
4. Jadi tekanan lebih besar. Dalam persamaan p = ρgh, p berkadar terus dengan h.

Dua fakta lagi berguna. Pada kedalaman yang sama dalam cecair yang sama, tekanan sama ke semua arah. Selain itu, cecair sukar dimampatkan, jadi ketumpatannya hampir tidak berubah dengan kedalaman.

Cara menjawab soalan kedalaman

1. Namakan perbandingan: dua titik yang mana, dan yang mana lebih dalam.
2. Nyatakan sebab: berat cecair di atas.
3. Kaitkan kedalaman dengan tekanan: lebih dalam, lebih banyak cecair di atas, lebih besar tekanan.
4. Tambah nombor hanya jika diminta, dengan p = ρgh atau Δp = ρgΔh.
5. Pastikan anda tidak menyebut lebar bekas atau jumlah isi padu sebagai sebab.

Contoh berlangkah

Seorang penyelam dalam air tawar bergerak dari kedalaman 5.0 m ke kedalaman 12.0 m. Terangkan mengapa tekanan lebih besar pada 12.0 m, kemudian cari pertambahan tekanan yang disebabkan oleh air. Gunakan ρ = 1000 kg/m³ dan g = 10 N/kg. (Data contoh rekaan.)

Penerangan: pada 12.0 m terdapat ketinggian air yang lebih besar di atas penyelam. Berat air ini menekan setiap meter persegi, jadi tekanan daripada air lebih besar.

Langkah 1, tekanan pada 5.0 m: 1000 × 10 × 5.0 = 50 000 Pa.

Langkah 2, tekanan pada 12.0 m: 1000 × 10 × 12.0 = 120 000 Pa.

Langkah 3, perbezaan: 120 000 − 50 000 = 70 000 Pa.

Semak dengan perubahan kedalaman: Δh = 12.0 − 5.0 = 7.0 m, dan 1000 × 10 × 7.0 = 70 000 Pa. Kedua-dua kaedah memberi jawapan yang sama.

Kesilapan yang perlu diperhatikan

Penerangan yang lazim tetapi salah ialah mengatakan tekanan lebih besar di dasar kerana terdapat lebih banyak air secara keseluruhan.

Jawapan yang salah: “Tekanan lebih besar di dasar tasik kerana tasik mengandungi lebih banyak air daripada kolam kecil.”

Ini membandingkan jumlah air, bukan kedalaman.

Pembetulannya: bercakaplah tentang ketinggian cecair di atas titik itu. Contohnya, “Kedalamannya lebih besar, jadi berat cecair di atas setiap meter persegi lebih besar.” Tasik yang luas dan cetek menampung lebih banyak air daripada tiub sempit yang dalam. Namun, tiub itu memberi tekanan yang lebih besar di dasarnya.

Semak kendiri

Gunakan g = 10 N/kg.

1. Tiga lubang dibuat pada kedalaman 10 cm, 20 cm dan 30 cm di sisi sebuah botol air yang tinggi. Lubang yang manakah memancut paling jauh, dan mengapa?

2. Tekanan yang disebabkan oleh air pada 40 m ialah berapa kali tekanan yang disebabkan oleh air pada 10 m?

3. Dua bekas berbentuk berbeza mengandungi cecair yang sama pada kedalaman yang sama. Bandingkan tekanan pada dasar kedua-duanya.

Ke mana selepas ini

Seterusnya, gunakan perbezaan tekanan dalam gambar rajah dengan soalan jenis manometer. Jika unit masih menyukarkan, lihat mengelak jisim apabila daya diperlukan.

Menerangkan dengan susunan dan perkataan yang betul ialah kemahiran yang boleh dilatih. Guru dalam tuisyen Fizik dalam talian satu dengan satu boleh menunjukkannya, kemudian menyemak jawapan bertulis anda.