Vedenpaine kasvaa syvyyden myötä, koska yläpuolella oleva vesi painaa alla olevaa vettä. Paine voidaan mitata monin eri tavoin. Vedenpaine voidaan helposti laskea yksinkertaisella yhtälöllä, joka sisältää syvyyden, tiheyden ja painovoiman.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Mitä syvemmälle menet veteen, sitä enemmän vettä on sinun yläpuolellasi - ja kaiken veden paino painostaa.
Vedenpaine ja syvyys
Vettä, kuten kaikkia maan päällä olevia asioita, vetää painovoima alaspäin. Jokaisella vesimuodostumalla on tietty paino, ja tämä paino työntää alaspäin mitä tahansa sen alapuolella olevaa. Veden paine on seurausta kaiken veden painosta, joka painaa alaspäin olevaa vettä. Kun menet syvemmälle vesimuodostumaan, yläpuolella on enemmän vettä ja siten suurempi paino työntää alas. Tästä syystä vedenpaine nousee syvyyden mukana. Paine riippuu vain syvyydestä ja on sama missä tahansa tietyssä syvyydessä ja joka suuntaan.
Paineyksiköt
Paine mitataan voimayksikköinä (kuten puntaa, paunaa) jaettuna pinta-alalla (neliötuumaa, tuumaa)
Vedenpaineen laskeminen
Vedenpaineen laskeminen on hyvin suoraviivaista. Kuvittele tasainen pinta syvyydessä, jolle haluat laskea paineen. Sinun tarvitsee vain löytää kaiken veden paino kyseisen pinnan päälle ja jakaa se sitten pinta-alalla.
P = \ frac {W} {A}
missäPon paine,Won paino jaAon alue.
Vesimuodostelman painon löytäminen
Painovoimakentässä, kuten maan pinnalla, maapallon painovoima kiihdyttää kaikkea alaspäin, mikä antaa sille painon. Jos tiedät kohteen massan, voit löytää painon kertomalla massan painovoimasta johtuvalla kiihtyvyydellä. Muista Newtonin toinen laki: voima (paino) on sama kuin massa kertaa kiihtyvyys (painovoima).
Löydät vesimuodon massan m kertomalla sen tilavuuden V tiheydellä r.
m = Vr
Nyt painon löytämiseksi kerro se painovoiman kiihtyvyydellä g (noin 9,80 m / s2 maan pinnalla).
W = gVr
Yhdistämällä kaikki yhdessä
Meillä on nyt kaikki kappaleet vedenpaineen löytämiseksi tietystä syvyydestä. Korvaamalla painon W yhtälö alkuperäiseen paineyhtälöömme saadaan:
P = \ frac {gVr} {A}
V on veden tilavuus kuvitellun pinnan yläpuolella. Muista, että äänenvoimakkuus on vain pituus kertaa leveys ja korkeus. Pituus ja leveysosa on yksinkertaisesti pinta-ala A. Korkeus on syvyys, d. Joten, tilavuus V voidaan kirjoittaa uudestaan:
V = dA
Korvaamalla tämä paineyhtälömme saamme:
P = \ frac {gdAr} {A}
Nyt voimme peruuttaa A: n ylhäältä ja alhaalta saadaksemme:
P = gdr
Paine on yhtä suuri kuin gravitaatiokiihtyvyys, g, kerrotaan syvyys, d, kerrotaan veden tiheys, r. Painovoiman kiihtyvyys on 9,80 m / s ^ 2 ja veden tiheys on 1 g / cm ^ 3 tai 1000 kg / m ^ 3. Laittamalla nämä luvut saadaan lopullinen yhtälö:
P = (d \ teksti {metreinä}) \ kertaa 9,80 \ kertaa 1000