يزداد ضغط الماء مع العمق لأن الماء في الأعلى يثقل على الماء في الأسفل. يمكن قياس الضغط بعدة طرق. يمكن حساب ضغط الماء بسهولة باستخدام معادلة بسيطة تتضمن العمق والكثافة والجاذبية.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
كلما تعمقت في الماء ، زاد عدد الماء فوقك - ويؤدي وزن كل هذه المياه إلى الضغط.
ضغط المياه وعمقها
يتم سحب الماء ، مثل كل الأشياء على الأرض ، إلى أسفل بفعل قوة الجاذبية. كل جسم مائي له وزن معين ، وهذا الوزن يدفع للأسفل على كل ما تحته. ضغط الماء هو نتيجة وزن كل الماء أعلاه الذي يضغط على الماء بالأسفل. كلما تعمقت في جسم مائي ، هناك المزيد من الماء في الأعلى ، وبالتالي وزن أكبر يندفع لأسفل. هذا هو سبب ارتفاع ضغط الماء مع العمق. يعتمد الضغط فقط على العمق ، وهو نفسه في أي مكان عند عمق معين وفي كل اتجاه.
وحدات الضغط
يقاس الضغط بوحدات القوة (مثل باوند ، رطل) مقسومًا على المنطقة (بوصة مربعة ، بوصة)2). طرق أخرى لقياس الضغط شائعة أيضًا. غالبًا ما تكون الوحدة الملائمة هي الغلاف الجوي ، أجهزة الصراف الآلي ، التي تساوي ضغط الغلاف الجوي عند مستوى سطح البحر. تقليديًا ، يُقاس الضغط باستخدام مقياس الضغط ، وهو جهاز يتم فيه دفع عمود من السائل (الزئبق عادةً) إلى الأعلى بواسطة ضغط الهواء بالخارج. لهذا السبب ، يُعطى الضغط غالبًا بوحدات ملليمترات من الزئبق (مم زئبق) ، المقابلة للإزاحة على طول عمود البارومتر.
حساب ضغط الماء
حساب ضغط الماء بسيط للغاية. تخيل سطحًا مستويًا على العمق الذي تريد حساب ضغطه. كل ما عليك فعله هو إيجاد وزن كل الماء فوق ذلك السطح ، ثم تقسيمه على مساحة السطح.
P = \ فارك {W} {A}
أينصهو الضغط ،دبليوهو الوزن وأهي المنطقة.
إيجاد وزن جسم مائي
في مجال الجاذبية ، كما هو الحال على سطح الأرض ، يتم تسريع كل شيء إلى أسفل بفعل جاذبية الأرض ، مما يمنحها وزنًا. إذا كنت تعرف كتلة جسم ما ، يمكنك إيجاد الوزن بضرب الكتلة في عجلة الجاذبية. تذكر قانون نيوتن الثاني: القوة (الوزن) تساوي الكتلة مضروبة في التسارع (الجاذبية).
يمكنك إيجاد كتلة جسم مائي m بضرب حجمه V في كثافته r.
م = Vr
الآن ، لإيجاد الوزن ، اضربه في عجلة الجاذبية ، g (حوالي 9.80 م / ث 2 على سطح الأرض).
W = gVr
ضع كل شيء معا
لدينا الآن كل القطع لإيجاد ضغط الماء على عمق معين. باستبدال معادلة الوزن W في معادلة الضغط الأصلية ، نحصل على:
P = \ frac {gVr} {A}
V هو حجم الماء فوق سطحنا الذي نتخيله. تذكر ، الحجم هو مجرد طول ضرب العرض ضرب الارتفاع. جزء الطول في العرض هو ببساطة المساحة ، أ. الارتفاع هو العمق ، د. لذلك ، يمكن إعادة كتابة المجلد V على النحو التالي:
V = dA
باستبدال هذا في معادلة الضغط لدينا ، نحصل على:
P = \ frac {gdAr} {A}
الآن يمكننا إلغاء A من الأعلى والأسفل للحصول على:
P = gdr
الضغط يساوي تسارع الجاذبية ، g ، ضرب العمق ، d ، ضرب كثافة الماء ، r. تسارع الجاذبية هو 9.80 م / ث ^ 2 ، وكثافة الماء 1 جم / سم ^ 3 ، أو 1000 كجم / م ^ 3. بوضع هذه الأرقام ، نحصل على المعادلة النهائية لـ:
ف = (د \ نص {بالأمتار}) \ مرات 9.80 \ ضرب 1000