חוק פסקל מתאר את הלחץ בנוזל במצב של שיווי-משקל מכאני.

P=P0 + ρgh

כאשר P הוא הלחץ ההידרוסטטי; P0 הוא הלחץ בגובה אפס (לחץ אטמוספרי); ρ הוא צפיפות הנוזל; g תאוצת הנפילה; h גובה עמוד הנוזל.

 החוק מחייב 2 הנחות יסוד:
(1). הנוזל המדובר הוא נוזל בלתי לחיץ (כמו מים) המעביר את הלחץ בשלמות.
(2). הנוזל נמצא במצב סטטי כלומר אין תנועה של הנוזל.

 במצב בו אין שדה כבידה (g=0) בכל נקודה בנוזל הממלאת את התנאים הנ"ל יש לחץ הזהה ללחץ המופעל על הנוזל והוא מופעל בצורה שווה לכל הכיוונים (אבל לא אפס).

במצב בו יש שדה כבידה הנוזל מפעיל כלפי מטה לחץ התלוי בגובה עמוד הנוזל (אך לא בנפחו!). בכל נקודה באותו גובה הלחץ יהיה זהה.

הלחצים מאזנים זה את זה ולכן כל נקודה בגוף המים תהייה סטטית אך עדיין תרגיש לחץ. אם נשים מד לחץ בעומקים שונים הרי שנראה שהלחץ קיים ושונה.


הלחץ הידרוסטטי גובר ככל שהעומק גדל, התמונה לקוחה מויקיפדיה.

אתה יכול לעשות ניסוי דומה. לחץ ידיים עם חבר ותנסו לדחוף כל אחד את ידו של השני אחורה. גם במצב בו תהיו סטאטיים ולא תהייה תזוזה עדיין תרגיש לחץ מתנגד נגד כף ידך. אין סתירה בין השניים.

מאת: ד"ר מאיר ברק
מחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

5 תגובות

  • מאיר

    השפעת לחץ אטמוספרי על לחץ הידרוסטטי

    במגוון רב של מקורות ספרות אני לומד על צורות שונות לניסוח חוק פסקל. הבעיה שלי הינה - אי ההבנה מדוע בחלק מהמקורות החוק מציין שהלחץ בנוזל שווה למכפלה ב-גובה*צפיפות*תאוצת כובד אך ללא ציון התוספת של הלחץ האטמוספרי!
    במילים אחרות - בוא נניח שמדובר באמבט מים על פני הקרקע האם הלחץ בנקודת עומק באמבט כולל את התוספת של הלחץ האטמוספרי מעל פני המים?
    הנושא קריטי להבנה - מדוע לא מתחשבים בלחץ האטמוספרי בחישובים של עלייה קפילרית ?!

    תודה

  • נתי

    הסבר

    המכפלה של הגובה*צפיפות*תאוצת הכובד נותן רק את לחץ המים ללא הלחץ הנובע מהאוויר, הלחץ האטמוספרי. במקרים בהם בכל המרחב בו אנו עוסקים יש לחץ אוויר זהה (לחץ אטמוספרי, 1 אטמוספרה), נוח יותר לעבוד ב'לחץ יתר' ולהתעלם מהלחץ האטמוספרי, כאשר מה שמעניין אותנו הוא הפרש הלחצים ולא הלחץ עצמו. אם העלייה הקפילרית מתרחשת ממקום בו יש לחץ אוויר של 1 אטמוספרה למקום בו לחץ האוויר קטן יותר, יש צורך להתחשב גם בהפרשי הלחץ של האוויר ולא לעבוד ב'לחץ יתר'.

  • דני

    לחץ אטמוספרי וזרימה

    אם אני לוקח צינור באורך של 10 מטר ומכניס אותו אנכית לתוך בריכה עמוקה, בצד העמוק של הצינור הלחץ יהיה 2 אטמוספרות ואילו בצד שחשוף לפני הים הלחץ יהיה 1 אטמוספרה. למה במצב כזה לא תהיה זרימה ממקום של לחץ גבוה למקום של לחץ נמוך?
    הרי אם אני אקח את אותו צינור אופקי על היבשה ובצד אחד שלו אצור לחץ של 2 אטמוספרות תהיה זרימה מהצד של הלחץ הגבוה לצד של הלחץ האטמוספרי.

  • נתי

    הסבר

    מים זורמים ממקום גבוה למקום נמוך כאשר הלחץ זהה בין המקומות, וכן ממקום בו הלחץ גבוה למקום בו הלחץ נמוך כאשר גובה המקומות זהה (צינור אופקי). כדי לדעת האם תהיה זרימה בין שתי נקודות נידרש לחשב את הפוטנציאל הכולל של הנקודות ולהשוון ביניהן. הפוטנציאל של כל נקודה מורכב מהגובה (רום הנקודה) ומהלחץ, וכן גם ממהירות המים בנקודה ולפעמים גם פרמטרים נוספים כמו ריכוז המלח במים. מים זורמים מפוטנציאל גבוה לפוטנציאל נמוך. בדוגמא של הצינור האנכי, הפוטנציאל של הנקודות בשתי קצוות הצינור זהה ולכן לא תתרחש זרימה.

  • מאיר ברק

    תשובה

    התשובה פשוטה.
    הדוגמא שאתה נותן לא מדמה את השאלה.
    דוגמא טובה תהיה - צינור אופקי עם משאבה היוצרת הפרש לחצים בצד אחד ובוכנה בצד השני היוצרת לחץ כנגד.
    למעשה עם הצינור אטום מספיקה הבוכנה היא תיצור לחץ שישתנה על פי עומק המים (משקל המים יתווסף)

    לחץ אטמוספרי נוצר בגלל האטמוספירה המונחת מעלינו.
    במקרה של המים ככול שנעמיק יתווסף משקל המים על משקל האטמוספירה.

    למעשה מדוע אתה צריך צינור בשאלה. אפשר פשוט לשאול מדוע המים הנלחצים בעומק לא פורצים כלפי מעלה שם יש פחות לחץ.
    התשובה היא שהלחץ הוא "אחיד". כל המים בעומק מסויים יהיו באותו לחץ שנוצר בגלל המים שמעליהם.

    במקרה שיש אזור אם לחץ יותר נמוך - המים יזרמו לשם.
    יש דוגמאות רבות:
    (1). גיזר של מים רותחים נוצר עקב פתח המאפשר למים במעמקי האדמה לפרוץ בלחץ החוצה.
    (2). הפרשי טמפרטורה -אם המים מתחממים הם מתפשטים ולכן ליחידת נפח הם קלים יותר. במקרה כזה הם יזרמו כלפי מעלה ומים אחרים יבואו תחתם. זאת אחת הסיבות העיקריות לזרמי הים ולתופעת אל-ניניו.

    אני מציע לקרוא גם את התשובה למעלה כהרחבה.
    קישורים:
    שאלה עם "שגיאה" דומה.
    http://www.weizmann.ac.il/zemed/net_activities.php?cat=1446&incat=1412&a...

    איך ייתכן שעל גוף אינם פועלים כוחות - לפחות כוח המשיכה?
    http://www.weizmann.ac.il/zemed/net_activities.php?cat=1446&incat=1412&a...