Fråga: Hej, jag har två frågor relaterade till tryck i vätska samt den hydrostatiska paradoxen.
1: Hydrostatiska paradoxen; Jämför man en kolv med en tratt på toppen och en helt rak kolv med samma bottenarea så är trycket samma på bottenarean t.ex. Jag försöker förstå mig på vart kraften som en extra mängd vatten vertikalt generar tar vägen. Jag förstår det som att paradoxen förklararas av att vattenpelaren som befinner sig ovanför trattens väggar utövar sitt tryck på väggarma som svara med en reaktionskraft, en del av reaktionskraften rikats uppåt .Det är då den kraften som "Lyfter upp" vattnets tyngd i den punkten och därför utövar den vattenmassan inget tryck på botten. Är detta korrekt uppfattat?
I så fall kommer en följdfråga, när uppstår en reaktionskraft? I kolven med raka väggar borde väl tyngdkraften (M x gravitationskostanten) som skapar trycken på bottenplattan dessutom trycka på väggarna (eftersom tryck fortplantar sig i alla riktningar i en vätska)? I så fall borde den lodräta väggen svara med en reaktionskraft som man också kan komposantuppdela så att en del av kraften riktas nedåt, trycket borde alltså bli större än enbart trycket genererat av tyngdkraften på vattnet? (vad missförstår jag?)
2: Vad är det som gör att på ett visst djup i en vätska eller gas så är trycket lika stort åt alla håll? Trycket genereras ju i sin förlängning utan gravitations/tyngdkraften som är riktad "nedåt" mot jordytans mitt, hur man det då uppstå ett tryck åt sidan eller uppåt i vätskan/gasen? Varför beter sig vattenmolekyler (för att ta en vanliga vätska) på detta sätt när de är flytande men inte när de är i fast form (is)?
Svar: Den hydrostatiska paradoxen är egentligen ingen paradox: den kan förstås med klassisk fysik.
Den hydrostatiska paradoxen är fenomenet att trycket från en fluid (en vätska eller gas) i en viss punkt, bara är beroende av höjden, men inte mängden, av fluiden som finns ovan punkten. Ett exempel är att trycket från vattnet i botten på ett dricksglas bara beror på hur högt man fyllt glaset, men inte glasets form. (Hydrostatiska_paradoxen .
1 I ditt exempel med en trattformad behållare är det växelverkan med den fasta tratten som kompenserar trycket så att det alltid är lika på en viss höjd. Se nedanstående video för en förklaring i termer av krafter.
2 Eftersom molekylerna är fria att röra sig kommer de att positionera sig så att det inte finns någon yta på en viss höjd med avvikande tryck. Kom hela tiden ihåg att vi förutsätter hydrostatisk jämvikt utan nettoförflyttning av molekyler. /Peter E
