A pressão da água aumenta com a profundidade porque a água de cima pesa sobre a água de baixo. A pressão pode ser medida de várias maneiras. A pressão da água pode ser facilmente calculada com uma equação simples envolvendo profundidade, densidade e gravidade.
TL; DR (muito longo; Não li)
Quanto mais fundo você entra na água, mais água está acima de você - e o peso de toda essa água exerce pressão.
Pressão e profundidade da água
A água, como todas as coisas na Terra, é puxada para baixo pela força da gravidade. Cada corpo de água tem um certo peso, e esse peso empurra para baixo tudo o que está abaixo dele. A pressão da água é o resultado do peso de toda a água acima empurrando a água abaixo. À medida que você vai mais fundo em um corpo d'água, há mais água acima e, portanto, um peso maior empurrando para baixo. Esta é a razão pela qual a pressão da água aumenta com a profundidade. A pressão depende apenas da profundidade e é a mesma em qualquer lugar em uma dada profundidade e em todas as direções.
Unidades de Pressão
A pressão é medida em unidades de força (como libras, lb.) divididas pela área (polegadas quadradas, em2). Outras maneiras de medir a pressão também são comuns. Uma unidade frequentemente conveniente é a atmosfera, atm, igual à pressão atmosférica ao nível do mar. Tradicionalmente, a pressão é medida usando um barômetro, um dispositivo no qual uma coluna de líquido (mercúrio, normalmente) é empurrada para cima pela pressão do ar externo. Por causa disso, a pressão é frequentemente dada em unidades de milímetros de mercúrio (mm Hg), correspondendo ao deslocamento ao longo da coluna do barômetro.
Calculando a pressão da água
O cálculo da pressão da água é muito simples. Imagine uma superfície plana na profundidade para a qual você deseja calcular a pressão. Tudo o que você precisa fazer é encontrar o peso de toda a água no topo dessa superfície e dividi-lo pela área da superfície.
P = \ frac {W} {A}
OndePé pressão,Cé o peso, eUMAé a área.
Encontrando o Peso de um Corpo d'água
Em um campo gravitacional, como na superfície da Terra, tudo é acelerado para baixo pela gravidade da Terra, dando-lhe peso. Se você conhece a massa de um objeto, pode encontrar o peso multiplicando a massa pela aceleração da gravidade. Lembre-se da segunda lei de Newton: força (peso) é igual a massa vezes aceleração (gravidade).
Você pode encontrar a massa, m, de um corpo de água multiplicando seu volume, V, por sua densidade, r.
m = Vr
Agora, para encontrar o peso, multiplique-o pela aceleração gravitacional, g (cerca de 9,80 m / s2 na superfície da Terra).
W = gVr
Juntando tudo
Agora temos todas as peças para encontrar a pressão da água em uma determinada profundidade. Substituindo nossa equação pelo peso, W, em nossa equação de pressão original, obtemos:
P = \ frac {gVr} {A}
V é o volume da água acima de nossa superfície imaginada. Lembre-se de que o volume é apenas comprimento vezes largura vezes altura. O comprimento vezes a porção da largura é simplesmente a área A. A altura é a profundidade, d. Portanto, o volume V pode ser reescrito como:
V = dA
Substituindo isso em nossa equação de pressão, obtemos:
P = \ frac {gdAr} {A}
Agora podemos cancelar o A da parte superior e inferior para obter:
P = gdr
A pressão é igual à aceleração gravitacional, g, vezes a profundidade, d, vezes a densidade da água, r. A aceleração gravitacional é 9,80 m / s ^ 2, e a densidade da água é 1 g / cm ^ 3, ou 1000 kg / m ^ 3. Colocando esses números, obtemos uma equação final de:
P = (d \ text {em metros}) \ vezes 9,80 \ vezes 1000