Paine määritellään pinta-alayksikköä kohden kohdistuvaksi voimaksi. Se on yksi käytännöllisimmistä fysiikan käsitteistä, joka esiintyy sääennusteissa, pneumaattisissa järjestelmissä, syvänmeren sukelluslaitteissa ja verenpainemittauksissa.
Kaava
Paine = Voima / Pinta-ala
P = F / A
SI-yksikkö: Pascal (Pa) = 1 Newton per neliömetri (N/m²)
Askel askeleelta esimerkki
100 kg painava henkilö seisoo tasaisella alustalla, jossa kengän kontaktipinta-ala on 400 cm² (0,04 m²):
Voima = massa × painovoima = 100 × 9,81 = 981 N Paine = 981 / 0,04 = 24 525 Pa ≈ 24,5 kPa
Yleiset paineyksiköt ja muuntokertoimet
| Yksikkö | Vastaavuus |
|---|---|
| 1 atm | 101 325 Pa = 14,696 PSI = 1,01325 bar |
| 1 bar | 100 000 Pa = 14,504 PSI |
| 1 PSI | 6 894,76 Pa = 0,0689 bar |
| 1 kPa | 1 000 Pa = 0,145 PSI |
Pascalin laki
Pascalin laki toteaa, että suljettuun nesteeseen kohdistettu paine välittyy yhtä suurena kaikkiin suuntiin. Tämä on hydraulisten järjestelmien periaate:
F₂ = F₁ × (A₂ / A₁)
Autonnostolaite, jossa sisäänmenomäntä on 5 cm² ja ulostulovoimamäntä 500 cm²: Voimakerroin = 500/5 = 100×. 50 N:n syöttövoima nostaa 5 000 N.
Absoluuttinen vs. suhteellinen paine
- Absoluuttinen paine: Mitataan täydelliseen tyhjiöön nähden
- Suhteellinen paine: Mitataan ilmakehän paineeseen nähden
Rengaspaine on suhteellinen paine: "35 PSI" lukema tarkoittaa 35 PSI ilmakehän paineen yli eli 49,7 PSI absoluuttisesti.
Käytä painelaskuriamme mille tahansa voimalle ja pinta-alalle.