Vandens slėgis didėja, nes vanduo, esantis aukščiau, nusveria žemiau esantį vandenį. Slėgį galima išmatuoti įvairiais būdais. Vandens slėgį galima lengvai apskaičiuoti naudojant paprastą lygtį, apimančią gylį, tankį ir sunkumą.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Kuo giliau eini į vandenį, tuo daugiau vandens yra virš tavęs - ir viso to vandens svoris daro spaudimą.
Vandens slėgis ir gylis
Vandenį, kaip ir visus Žemėje esančius dalykus, traukia žemyn gravitacijos jėga. Kiekvienas vandens telkinys turi tam tikrą svorį, ir šis svoris stumia žemyn viską, kas yra žemiau jo. Vandens slėgis yra viso aukščiau esančio vandens svorio, nuspaudusio žemiau esantį vandenį, rezultatas. Einant giliau į vandens telkinį, virš jo yra daugiau vandens, todėl didesnis svoris stumia žemyn. Tai yra priežastis, dėl kurios vandens slėgis didėja gilėjant. Slėgis priklauso tik nuo gylio ir yra vienodas bet kurioje vietoje tam tikrame gylyje ir į visas puses.
Slėgio vienetai
Slėgis matuojamas jėgos vienetais (pvz., Svarais, svarais), padalijant iš ploto (kvadratiniai coliai, coliais)
2). Taip pat įprasti kiti slėgio matavimo būdai. Dažnai patogus vienetas yra atmosfera, atm, lygi atmosferos slėgiui jūros lygyje. Tradiciškai slėgis matuojamas naudojant barometrą - įtaisą, kuriame skysčio kolonėlė (paprastai gyvsidabris) stumiama į viršų dėl oro slėgio lauke. Dėl to slėgis dažnai nurodomas milimetrų gyvsidabrio (mm Hg) vienetais, atitinkančiais poslinkį išilgai barometro stulpelio.Skaičiuojant vandens slėgį
Vandens slėgio apskaičiavimas yra labai paprastas. Įsivaizduokite lygų paviršių gylyje, kuriam norite apskaičiuoti slėgį. Viskas, ką jums reikia padaryti, tai surasti viso vandens svorį to paviršiaus viršuje, tada padalinti jį iš paviršiaus ploto.
P = \ frac {W} {A}
kurPyra spaudimas,Wyra svoris irAyra plotas.
Vandens telkinio svorio radimas
Gravitaciniame lauke, pavyzdžiui, Žemės paviršiuje, žemę sunkina viskas žemyn, suteikiant jai svorio. Jei žinote objekto masę, svorį galite rasti padauginę masę iš pagreičio dėl sunkio jėgos. Prisiminkite antrąjį Niutono dėsnį: jėga (svoris) lygi masės ir pagreičio (gravitacijos) koeficientui.
Vandens telkinio masę m galite rasti padauginę jo tūrį V iš tankio r.
m = Vr
Dabar, norėdami rasti svorį, padauginkite jį iš gravitacinio pagreičio, g (apie 9,80 m / s2 Žemės paviršiuje).
W = gVr
Viskas kartu
Dabar turime visas dalis, kad surastume vandens slėgį tam tikrame gylyje. Pakeitę mūsų svorio W lygtį į pradinę slėgio lygtį, gauname:
P = \ frac {gVr} {A}
V yra vandens tūris virš mūsų įsivaizduojamo paviršiaus. Atminkite, kad garsumas yra tik ilgis, plotis, padaugintas iš aukščio. Ilgio ir pločio dalis yra tiesiog plotas A. Aukštis yra gylis, d. Taigi, V tūrį galima perrašyti taip:
V = dA
Tai pakeisdami į mūsų slėgio lygtį, gausime:
P = \ frac {gdAr} {A}
Dabar mes galime atšaukti A iš viršaus ir apačios, kad gautume:
P = gdr
Slėgis lygus gravitaciniam pagreičiui, g, padaugintam iš gylio, d, padauginus iš vandens tankio, r. Gravitacinis pagreitis yra 9,80 m / s ^ 2, o vandens tankis yra 1 g / cm ^ 3 arba 1000 kg / m ^ 3. Įrašę šiuos skaičius, gauname galutinę lygtį:
P = (d \ text {metrais}) \ kartus 9,80 \ kartus 1000