La pression de l'eau augmente avec la profondeur car l'eau au-dessus pèse sur l'eau en dessous. La pression peut être mesurée de différentes manières. La pression de l'eau peut être facilement calculée avec une équation simple impliquant la profondeur, la densité et la gravité.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Plus vous allez profondément dans l'eau, plus il y a d'eau au-dessus de vous - et le poids de toute cette eau exerce une pression.
Pression et profondeur de l'eau
L'eau, comme toutes les choses sur Terre, est tirée vers le bas par la force de gravité. Chaque plan d'eau a un certain poids, et ce poids pousse vers le bas tout ce qui se trouve en dessous. La pression de l'eau est le résultat du poids de toute l'eau au-dessus poussant sur l'eau en dessous. Au fur et à mesure que vous vous enfoncez dans un plan d'eau, il y a plus d'eau au-dessus et donc un poids plus important qui pousse vers le bas. C'est la raison pour laquelle la pression de l'eau augmente avec la profondeur. La pression ne dépend que de la profondeur, et est la même partout à une profondeur donnée et dans toutes les directions.
Unités de pression
La pression est mesurée en unités de force (telles que livres, livres) divisées par la surface (pouces carrés, en2). D'autres moyens de mesurer la pression sont également courants. Une unité souvent pratique est l'atmosphère, atm, égale à la pression de l'atmosphère au niveau de la mer. Traditionnellement, la pression est mesurée à l'aide d'un baromètre, un appareil dans lequel une colonne de liquide (du mercure, généralement) est poussée vers le haut par la pression de l'air extérieur. Pour cette raison, la pression est souvent donnée en millimètres de mercure (mm Hg), correspondant au déplacement le long de la colonne du baromètre.
Calcul de la pression de l'eau
Le calcul de la pression d'eau est très simple. Imaginez une surface plane à la profondeur pour laquelle vous souhaitez calculer la pression. Tout ce que vous avez à faire est de trouver le poids de toute l'eau sur cette surface, puis de le diviser par la surface de la surface.
P=\frac{W}{A}
oùPest la pression,West le poids, etUNEest la zone.
Trouver le poids d'un plan d'eau
Dans un champ gravitationnel, comme à la surface de la Terre, tout est accéléré vers le bas par la gravité terrestre, ce qui lui donne du poids. Si vous connaissez la masse d'un objet, vous pouvez trouver le poids en multipliant la masse par l'accélération due à la gravité. Rappelez-vous la deuxième loi de Newton: la force (poids) est égale à la masse multipliée par l'accélération (gravité).
Vous pouvez trouver la masse, m, d'un plan d'eau en multipliant son volume, V, par sa densité, r.
m=Vr
Maintenant, pour trouver le poids, multipliez-le par l'accélération gravitationnelle, g (environ 9,80 m/s2 à la surface de la Terre).
W=gVr
Mettre tous ensemble
Nous avons maintenant toutes les pièces pour trouver la pression de l'eau à une certaine profondeur. En substituant notre équation pour le poids, W, dans notre équation de pression d'origine, nous obtenons :
P=\frac{gVr}{A}
V est le volume d'eau au-dessus de notre surface imaginaire. N'oubliez pas que le volume est juste la longueur multipliée par la largeur multipliée par la hauteur. La portion longueur fois largeur est simplement la zone, A. La hauteur est la profondeur, d. Ainsi, le volume V peut être réécrit comme :
V=dA
En remplaçant ceci dans notre équation de pression, nous obtenons :
P=\frac{gdAr}{A}
Maintenant, nous pouvons annuler le A en haut et en bas pour obtenir :
P=gdr
La pression est égale à l'accélération gravitationnelle, g, multipliée par la profondeur, d, multipliée par la densité de l'eau, r. L'accélération gravitationnelle est de 9,80 m/s^2, et la densité de l'eau est de 1 g/cm^3, soit 1000 kg/m^3. En mettant ces nombres, nous obtenons une équation finale de :
P=(d\text{ en mètres})\times 9,80\times 1000