Pritisak vode raste s dubinom, jer voda gore odmori težinu vode ispod. Tlak se može mjeriti na razne načine. Pritisak vode može se lako izračunati jednostavnom jednadžbom koja uključuje dubinu, gustoću i gravitaciju.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Što dublje ulazite u vodu, to je više vode iznad vas - a težina sve te vode vrši pritisak.
Pritisak i dubina vode
Voda, kao i sve stvari na Zemlji, sila gravitacije vuče prema dolje. Svaka vodena masa ima određenu težinu i ona gura prema dolje ono što je ispod nje. Pritisak vode rezultat je težine sve gore vode koja gura dolje na donju vodu. Kako ulazite dublje u vodeno tijelo, gore je više vode, a time i veća težina koja gura prema dolje. To je razlog zbog kojeg se pritisak vode povećava s dubinom. Tlak ovisi samo o dubini i jednak je bilo gdje na određenoj dubini iu svim smjerovima.
Jedinice tlaka
Tlak se mjeri u jedinicama sile (poput funti, lb.) podijeljene s površinom (kvadratni inči, cm)2). Uobičajeni su i drugi načini mjerenja tlaka. Često prikladna jedinica je atmosfera, atm, jednaka pritisku atmosfere na razini mora. Tradicionalno se tlak mjeri pomoću barometra, uređaja u kojem je stupac tekućine (živa, obično) potisnut zračnim tlakom prema gore. Zbog toga se tlak često daje u jedinicama milimetara žive (mm Hg), što odgovara pomaku duž stupa barometra.
Izračunavanje tlaka vode
Izračun tlaka vode vrlo je jednostavan. Zamislite ravnu površinu na dubini za koju želite izračunati tlak. Sve što morate učiniti je pronaći težinu sve vode na vrhu te površine, a zatim je podijeliti s površinom površine.
P = \ frac {W} {A}
gdjeStrje pritisak,Wje težina iAje područje.
Pronalaženje težine vodenog tijela
U gravitacijskom polju, kao što je na površini Zemlje, Zemljina gravitacija sve ubrzava prema dolje, što mu daje težinu. Ako znate masu predmeta, težinu možete pronaći množenjem mase ubrzanjem uslijed gravitacije. Sjetite se Newtonovog drugog zakona: sila (težina) jednaka je masi pomnoženoj s ubrzanjem (gravitacija).
Masu vodenog tijela možete pronaći množenjem njegova volumena, V, njegove gustoće, r.
m = Vr
Sada, da biste pronašli težinu, pomnožite je s gravitacijskim ubrzanjem, g (oko 9,80 m / s2 na površini Zemlje).
W = gVr
Sve to zajedno
Sad imamo sve dijelove za pronalaženje tlaka vode na određenoj dubini. Zamjenom naše jednadžbe za težinu, W, u našu izvornu jednadžbu tlaka, dobivamo:
P = \ frac {gVr} {A}
V je volumen vode iznad naše zamišljene površine. Zapamtite, volumen je samo dužina puta širina i visina. Duljina puta širina je samo površina, A. Visina je dubina, d. Dakle, svezak V se može prepisati kao:
V = dA
Zamjenjujući ovo u našu jednadžbu tlaka, dobivamo:
P = \ frac {gdAr} {A}
Sada možemo otkazati A s vrha i dna kako bismo dobili:
P = gdr
Tlak je jednak gravitacijskom ubrzanju, g, puta dubina, d, puta gustoća vode, r. Gravitacijsko ubrzanje je 9,80 m / s ^ 2, a gustoća vode 1 g / cm ^ 3, odnosno 1000 kg / m ^ 3. Stavljajući ove brojeve, dobivamo konačnu jednadžbu:
P = (d \ tekst {u metrima}) \ puta 9,80 \ puta 1000