לחץ – הבדלי גרסאות

נוספו 2,690 בתים ,  לפני שנה
אין תקציר עריכה
(ביטול גרסה 26605820 של 46.19.86.239 (שיחה))
אין תקציר עריכה
{{פירוש נוסף|נוכחי=לחץ בפיזיקה|אחר=לחץ נפשי|ראו=[[דחק]]}}
[[קובץ:Pressure01.png|ממוזער|250px|כוח F שמופעל בניצב למשטח ששטחו A יוצר לחץ P השווה ל-F/A.]]
'''לחץ''' ב[[פיזיקה]] הוא גודל שניתן לשייך למערכות מאקרוסקופיות (כלומר, בעלות מספר רב של חלקיקים) שמתאר את ה[[יחס (בין מספרים)|יחס]] בין [[כוח (פיזיקה)|כוח]] לבין יחידת [[שטח]] עליה הוא מופעל במאונך. לדוגמה, עבור גז במיכל סגור, מולקולות הגז מתנגשות באופן תמידי בקירות המיכל, דבר שמפעיל על הקיר כוח. אם נסתכל בחלק קטן של הקיר נראה שביחידת זמן כמות ההתנגשויות של מולקולות גז בקיר פחות או יותר קבועה, ועבור חלק גדול פי 2 מהקיר (בעל יותר שטח) נקבל שיש פי 2 התנגשויות בו ולכן פי 2 כוח. התכונה של הכוח ליחידת שטח הקיר לא תלוי בגודל הקיר, אלא בתכונות הגז עצמו (כמה מהר המולקולות נעות, מה המסה של מולקולה בודדת, וכו'), ולכן ניתן לשייך לגז גודל שנקרא לחץ.
'''לחץ''' ב[[פיזיקה]] הוא [[סקלר (פיזיקה)|סקלר]] המייצג [[יחס (בין מספרים)|יחס]] בין [[כוח (פיזיקה)|כוח]] לבין יחידת [[שטח]] עליה הוא מופעל במאונך.
 
לחץ יכול להיות מוגדר גם בתוך חומר, כאשר אין משטח ממשי שעליו פועל כוח. ב[[נוזל]]ים וב[[גז]]ים, לחץ הוא הכוח שיוצרת התנגשות של מספר רב של [[מולקולה|מולקולות]] החומר על דפנות הכלי שבו הוא מוכל. הלחץ במקרה זה מוגדר ככוח החיצוני שפועל על [[פאה (גאומטריה)|פאה]] של קובייה קטנה בתוך החומר, חלקי שטח הפאה.
==הקשר בין לחץ וכוח==
 
משימור תנע ואנרגיה, בהתנגשות של מולקולה בודדת בעלת מסה קטנה בקיר עם מסה הרבה יותר גדולה, ניתן לקבל שהכוח שפועל על הקיר יהיה תמיד מאונך לקיר, לא משנה באיזה כיוון הגיע הכדור. לכן, לא משנה מה צורת מיכל הגז, הכוח שמרגיש אלמנט שטח מההתנגשויות תמיד יהיה מאונך לו. בנוסף, ככל שלוקחים שטח גדול יותר, כך יש יותר התנגשויות ביחידת זמן (באופן פרופורציונלי לשטח), ולכן כפי שתואר למעלה, נוח להגדיר לנוזלים וגזים תכונה שלא קשורה למיכל עצמו, הלחץ שלהם, המוסמן באות <math>P</math>. כאשר נסתכל על אלמנט שטח בעל גודל <math>A</math> שנמצא בסמוך לזורם בלחץ <math>P</math>, אלמנט השטח ירגיש כוח במאונך אליו ששווה בגודלו למכפלת לחץ הנוזל בשטח האלמנט:
כוח אחיד <math>\ F</math> הפועל ב[[אנך|מאונך]] למשטח בעל שטח <math>\ A</math> יוצר לחץ השווה לכוח חלקי השטח:
:<math>\ P=\fracvec{F}=PA\hat{An}</math>
 
כאשר <math>\hat{n}</math> וקטור יחידה שמצביע בכיוון מאונך לאלמנט השטח.
ככל שהכוח גדול יותר או שהשטח עליו הוא פועל קטן יותר, הלחץ גדל. לדוגמה: אם ננסה לשכב על מסמר נרגיש כאב חד, והמסמר אף עלול לפצוע. לעומת זאת, אם נשכב על [[מיטת מסמרים]] עם מספר רב של מסמרים, שטח המגע בין המסמרים לגופנו יגדל. כתוצאה מכך, הכח הנקודתי הדרוש לכל מסמר להנעץ לאותו עומק כמו במקרה הקודם גם יגדל. אך הכוח הכולל המופעל (המשקל שלנו) לא ישתנה. במלים אחרות, הלחץ על העור יקטן.
 
ככלניתן שהכוחלהסתכל גדולעל יותרהנוסחה אוגם שהשטחבכיוון עליוההפוך. הואכלומר, פועלאם קטןרוצים יותרליצור כוח מסוים על גוף, כדי להקטין את הלחץ גדלניתן להגדיל את השטח שבו הכוח מופעל (כך כל חתיכה מאלמנט השטח מרגישה פחות כוח בפני עצמה). לדוגמה: אם ננסה לשכב על מסמר נרגיש כאב חד, והמסמר אף עלול לפצוע. לעומת זאת, אם נשכב על [[מיטת מסמרים]] עם מספר רב של מסמרים, שטח המגע בין המסמרים לגופנו יגדל. כתוצאה מכך, הכח הנקודתי הדרוש לכל מסמר להנעץ לאותו עומק כמו במקרה הקודם גם יגדל. אך הכוח הכולל המופעל (המשקל שלנו) לא ישתנה. במלים אחרות, הלחץ על העור יקטן (כל חתיכת עור מרגישה פחות כוח בפני עצמה ולכן אף חתיכה לא נקרעת).
 
==יחידות==
==תת-לחץ==
'''תת לחץ''' או לחץ שלילי מתאר מצב בו הלחץ הנמדד מוצג כערך שלילי. תת-לחץ בדרך כלל נובע כתוצאה מכך שהלחץ הנמדד נמוך מלחץ ייחוס כלשהו ומוצג יחסית אליו. תת-לחץ ב[[צמיג]] למשל הוא לחץ הנמוך מהלחץ הרצוי לצמיג. תת-לחץ של 80 קילו [[פסקל (מידה)|פסקל]] יכול להופיע במד לחץ סטנדרטי כלחץ שלילי של 21 קילו פסקל ביחס ל[[לחץ אטמוספירי]] (101 קילו פסקל).
 
עם זאת, קיימים מקרים בהם לחץ שלילי הוא לחץ שלילי אבסולוטי ולא יחסי (כלומר לא ביחס ללחץ חיובי אחר). במצב זה, אלמנט שטח מרגיש כוח משיכה אל כיוון הנוזל ולא החוצה ממנו. במצב זה אם הלחץ השלילי גדול יותר (בערכו המוחלט) מהחוזק של החומר, החומר ייקרע.
 
==ראו גם==
198

עריכות