Hydrostatický tlak

Hydrostatický tlak je tlak, ktorý pôsobí kvapalina v pokoji vďaka váhe kvapaliny nad daným bodom. S hĺbkou rastie.

Čo je hydrostatický tlak?

Čím hlbšie sa ponoríš do vody, tým väčší tlak cítiš — váha vody nad tebou ťa stláča. Toto je hydrostatický tlak.

Tlak pôsobí vo všetkých smeroch v ponorenomm bode. Rastie s hĺbkou h.

Hydrostatický tlak

p = \rho \cdot g \cdot h

ρ = hustota kvapaliny (kg/m³), g = 9,8 m/s², h = hĺbka (m), p v Pascaloch (Pa).

Kľúčové fakty

Tlak závisí len od hĺbky, nie od tvaru ani objemu nádoby
Tlak pôsobí rovnako vo všetkých smeroch v danej hĺbke
1 Pascal (Pa) = 1 N/m²

Hustota bežných kvapalín

Kvapalina	Hustota
Čistá voda	1 000 kg/m³
Morská voda	1 025 kg/m³
Ortuť	13 600 kg/m³

Poznámka Tlak na dne bazéna a na dne oceánu rovnakej hĺbky je rovnaký, ak je hustota vody rovnaká.

Nájdi tlak v hĺbke 3 m v čistej vode.

$p = 1000 \times 9{,}8 \times 3 = 29\,400 \text{ Pa} = 29{,}4 \text{ kPa}$

Prax: Konštrukcia priehrady

Priehrada zadržiava vodnú nádrž. Tlak na dne 50 m hlbokej nádrže:

$p = 1000 \times 9{,}8 \times 50 = 490\,000 \text{ Pa} = 490 \text{ kPa}$

Preto sú steny priehrad vždy oveľa hrubšie pri základni ako hore — čím hlbšia voda, tým väčší tlak pôsobí smerom von na stenu.

Prax: Tlak na uši pri potápaní

Potápač zostúpi na 20 m do mora (ρ = 1025 kg/m³). Dodatočný tlak vody na ušné bubienky:

$p = 1025 \times 9{,}8 \times 20 = 200\,900 \text{ Pa} \approx 201 \text{ kPa}$

To je asi dvojnásobok atmosferického tlaku pôsobiaceho na bubienky. Potápači musia vyrovnávať tlak v ušiach (prehĺtaním alebo stlačením nosa), inak môže tlakový rozdiel prasknúť bubienok.

Prax: Vodárenská veža

Vodárenská veža ukladá vodu vo výške, aby vytvárala tlak v zásobovacích potrubiach pod ňou. Voda vo veži pri výške h = 30 m vytvára tlak na úrovni zeme:

$p = 1000 \times 9{,}8 \times 30 = 294\,000 \text{ Pa} = 2{,}94 \text{ bar}$

To stačí na to, aby sa voda dostala do kohútikov budovy — bez pumpy, gravitácia vykoná prácu.

Tip Kde to vidíš v reálnom živote? Tlak v ušiach v bazéne, priehrady, vodárenské veže, trup ponorky aj telo hlbokomorských rýb — všetko je formované hydrostatickým tlakom!

Cvičné príklady

Aký je hydrostatický tlak v hĺbke 10 m v morskej vode (ρ = 1025 kg/m³)?

Zobraziť odpoveď

p = 1025 × 9,8 × 10 = 100 450 Pa ≈ 100,5 kPa.

V akej hĺbke pôsobí čistá voda tlakom 49 000 Pa?

Zobraziť odpoveď

h = p/(ρg) = 49 000 / (1000 × 9,8) = 5 m.