Wie würde sich der Druck in einem Wassertropfen verhalten, der keinem Kraftfeld ausgesetzt ist?

Hier ist mein Verständnis von Druck, das sich aus dieser Antwort von Physics.StackExchange und der Idee ergibt, dass der Druck im Wasser in einer bestimmten Tiefe vollständig auf der Gravitationsbeschleunigung basiert, die der Körper erfährt, und der Masse der Säule, die eine Kraft auf einen bestimmten Querschnitt ausübt Bereich. Mir ist klar, dass sich dies im Allgemeinen auf Flüssigkeiten mit konstanter Dichte erstreckt, aber die Erörterung von Wasser ist wahrscheinlich der einzige Fall, der für die konzeptionellen Ideen erforderlich ist.

Wenn also bei einem Wasserwürfel (oder einer Flüssigkeit mit konstanter Dichte) ein Molekül auf irgendeine Weise in diesen Würfel eintritt, steigt sein Druck plötzlich an und ein anderes Wassermolekül kann in jede Richtung entweichen. Deshalb wirkt Druck in alle Richtungen.

Der Grund, warum der Druck mit zunehmender Tiefe zunimmt, ist meines Wissens, dass die Wassermenge, die versucht, in einen definierten Wasserwürfel in einer bestimmten Tiefe einzudringen, mit der Tiefe zunimmt. Das Wasser näher an der Oberfläche, das versucht, in tiefere Tiefen einzudringen, versucht dies, weil es der Schwerkraft ausgesetzt ist. Wenn dies zutrifft, können wir sagen, dass Wasser, das kein Gravitationsfeld erfährt, keine bevorzugte Eintrittsrichtung erfährt, und daher bricht dieses Konzept des Drucks zusammen.

Ich habe meinen Physiklehrer an der High School Folgendes gefragt: Wenn wir einen Wasserklumpen betrachten, der kein Kraftfeld erfährt, bricht dann unser derzeitiges Konzept des Drucks in einem Gewässer zusammen?

Er sagte, dass es tatsächlich zum Massenmittelpunkt dieses Wasserklumpens hin zunimmt, so dass die „Tiefe“ immer noch eine Rolle spielt. Ich bin mir diesbezüglich nicht sicher. Könnte jemand erklären, ob dies der Fall ist, und wenn ja, was passiert physikalisch, um dies der Fall zu machen?

Sie müssen wahrscheinlich Ihren Physiklehrer bitten, seine Aussage ausführlicher zu erklären. Ich unterrichte auch Physik, und jede Antwort, die ich Ihnen geben würde, wäre im Vergleich zu der Diskussion, die Sie und Ihr Lehrer bereits geführt haben, "aus dem Zusammenhang gerissen".

Antworten (1)

"... es nimmt tatsächlich in Richtung des Massenmittelpunkts dieses Wasserklumpens zu ..." Dies geschieht tatsächlich in einem Stern aufgrund der Eigengravitation. In unserem gewöhnlichen Wassertropfen ist dieser Effekt völlig vernachlässigbar. In Abwesenheit der Schwerkraft (aufgrund einer großen Masse wie der Erde) würde der Druck innerhalb des Blobs einen einheitlichen positiven Wert annehmen. Denken Sie daran, dass die Druckvariation mit der Tiefe geschrieben wird P 0 + ρ G H . P 0 ist genau der Druck, der ohne Schwerkraft erreicht würde.