Ūdens spiediens palielinās līdz ar dziļumu, jo augšā esošais ūdens nosver zemāk esošo ūdeni. Spiedienu var izmērīt dažādos veidos. Ūdens spiedienu var viegli aprēķināt, izmantojot vienkāršu vienādojumu, kas saistīts ar dziļumu, blīvumu un smagumu.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Jo dziļāk jūs ejat ūdenī, jo vairāk ūdens atrodas virs jums - un visa šī ūdens svars ietekmē spiedienu.
Ūdens spiediens un dziļums
Ūdens, tāpat kā visas lietas uz Zemes, gravitācijas spēks velk uz leju. Katram ūdenstilpim ir noteikts svars, un šis svars spiež uz leju visu, kas atrodas zem tā. Ūdens spiediens ir visa ūdens svara, kas atrodas augšpusē, rezultāts, nospiežot zemāk esošo ūdeni. Dodoties dziļāk ūdenstilpē, virs tā ir vairāk ūdens, un tāpēc lielāks svars stumjas uz leju. Tas ir iemesls, kāpēc ūdens spiediens palielinās līdz ar dziļumu. Spiediens ir atkarīgs tikai no dziļuma un ir vienāds jebkurā vietā noteiktā dziļumā un katrā virzienā.
Spiediena vienības
Spiedienu mēra spēka vienībās (piemēram, mārciņās, mārciņās) dalot ar laukumu (kvadrātcollos, collās)
2). Izplatīti ir arī citi spiediena mērīšanas veidi. Bieži vien ērta vienība ir atmosfēra, atm, kas vienāda ar atmosfēras spiedienu jūras līmenī. Tradicionāli spiedienu mēra, izmantojot barometru - ierīci, kurā šķidruma kolonnu (parasti dzīvsudrabu) uz augšu uzspiež gaisa spiediens ārpusē. Tāpēc spiedienu bieži norāda dzīvsudraba staba milimetros (mm Hg), kas atbilst pārvietojumam gar barometra kolonnu.Ūdens spiediena aprēķināšana
Ūdens spiediena aprēķins ir ļoti vienkāršs. Iedomājieties plakanu virsmu dziļumā, kuram vēlaties aprēķināt spiedienu. Viss, kas jums jādara, ir atrast virs ūdens virsmas visa ūdens svaru, pēc tam sadalīt to ar virsmas laukumu.
P = \ frac {W} {A}
kurPir spiediens,Wir svars, unAir platība.
Ūdenstilpes svara atrašana
Gravitācijas laukā, piemēram, uz Zemes virsmas, visu paātrina Zemes gravitācija uz leju, piešķirot tai svaru. Ja zināt objekta masu, svaru varat atrast, reizinot masu ar gravitācijas dēļ paātrinājumu. Atcerieties otro Ņūtona likumu: spēks (svars) ir vienāds ar masas reizinājumu ar paātrinājumu (gravitāciju).
Ūdenstilpes masu m var atrast, reizinot tās tilpumu V ar blīvumu r.
m = Vr
Tagad, lai atrastu svaru, reiziniet to ar gravitācijas paātrinājumu g (apmēram 9,80 m / s2 pie Zemes virsmas).
W = gVr
Saliekot to visu kopā
Tagad mums ir visi gabali, lai noteiktu ūdens spiedienu noteiktā dziļumā. Aizstājot mūsu svara W vienādojumu ar sākotnējo spiediena vienādojumu, mēs iegūstam:
P = \ frac {gVr} {A}
V ir ūdens tilpums virs mūsu iztēlotās virsmas. Atcerieties, ka skaļums ir tikai garums, platums un augstums. Garuma un platuma daļa ir vienkārši laukums A. Augstums ir dziļums, d. Tātad sējumu V var pārrakstīt šādi:
V = dA
Aizstājot to mūsu spiediena vienādojumā, mēs iegūstam:
P = \ frac {gdAr} {A}
Tagad mēs varam atcelt A no augšas un apakšas, lai iegūtu:
P = gdr
Spiediens ir vienāds ar gravitācijas paātrinājumu, g, reizināts ar dziļumu, d, reizināts ar ūdens blīvumu, r. Gravitācijas paātrinājums ir 9,80 m / s ^ 2, un ūdens blīvums ir 1 g / cm ^ 3 vai 1000 kg / m ^ 3. Ievietojot šos skaitļus, mēs iegūstam galīgo vienādojumu:
P = (d \ teksts {metros}) \ reizes 9,80 \ reizes 1000