Presiunea apei crește odată cu adâncimea, deoarece apa de deasupra cântărește asupra apei de dedesubt. Presiunea poate fi măsurată într-o varietate de moduri. Presiunea apei poate fi ușor calculată cu o ecuație simplă care implică adâncimea, densitatea și gravitația.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Cu cât mergi mai adânc în apă, cu atât mai multă apă este deasupra ta - iar greutatea apei respective aplică presiune.
Presiunea și adâncimea apei
Apa, ca toate lucrurile de pe Pământ, este trasă în jos de forța gravitației. Fiecare corp de apă are o anumită greutate, iar această greutate împinge în jos pe tot ce este sub ea. Presiunea apei este rezultatul greutății întregii ape de deasupra împingând în jos pe apa de dedesubt. Pe măsură ce mergeți mai adânc într-un corp de apă, există mai multă apă deasupra și, prin urmare, o greutate mai mare împingând în jos. Acesta este motivul pentru care presiunea apei crește odată cu adâncimea. Presiunea depinde doar de adâncime și este aceeași oriunde la o adâncime dată și în orice direcție.
Unități de presiune
Presiunea se măsoară în unități de forță (cum ar fi lire sterline, lb.) împărțite la suprafață (inci pătrate, în2). Alte modalități de măsurare a presiunii sunt, de asemenea, obișnuite. O unitate adesea convenabilă este atmosfera, atm, egală cu presiunea atmosferei la nivelul mării. În mod tradițional, presiunea se măsoară folosind un barometru, un dispozitiv în care o coloană de lichid (de obicei mercur) este împinsă în sus de presiunea aerului din exterior. Din această cauză, presiunea este adesea dată în unități de milimetri de mercur (mm Hg), corespunzătoare deplasării de-a lungul coloanei barometrului.
Calculul presiunii apei
Calculul presiunii apei este foarte simplu. Imaginați-vă o suprafață plană la adâncimea pentru care doriți să calculați presiunea. Tot ce trebuie să faceți este să găsiți greutatea întregii ape de deasupra suprafeței respective, apoi să o împărțiți cu aria suprafeței.
P = \ frac {W} {A}
UndePeste presiune,Weste greutatea șiAeste zona.
Găsirea greutății unui corp de apă
Într-un câmp gravitațional, cum ar fi pe suprafața Pământului, totul este accelerat în jos de gravitația Pământului, dându-i greutate. Dacă cunoașteți masa unui obiect, puteți găsi greutatea înmulțind masa cu accelerația datorată gravitației. Amintiți-vă a doua lege a lui Newton: forța (greutatea) este egală cu masa accelerată (gravitația).
Puteți găsi masa, m, a unui corp de apă înmulțind volumul său, V, cu densitatea sa, r.
m = Vr
Acum, pentru a găsi greutatea, înmulțiți-o cu accelerația gravitațională, g (aproximativ 9,80 m / s2 la suprafața Pământului).
W = gVr
Punând totul împreună
Acum avem toate piesele pentru a găsi presiunea apei la o anumită adâncime. Înlocuind ecuația noastră cu greutatea, W, în ecuația noastră originală de presiune, obținem:
P = \ frac {gVr} {A}
V este volumul apei de deasupra suprafeței imaginate. Amintiți-vă, volumul este doar lungime ori lățime ori înălțime. Lungimea porțiunii de lățime este pur și simplu zona, A. Înălțimea este adâncimea, d. Deci, volumul V poate fi rescris ca:
V = dA
Înlocuind acest lucru în ecuația noastră de presiune, obținem:
P = \ frac {gdAr} {A}
Acum putem anula A din partea de sus și de jos pentru a obține:
P = gdr
Presiunea este egală cu accelerația gravitațională, g, ori adâncimea, d, ori densitatea apei, r. Accelerația gravitațională este de 9,80 m / s ^ 2, iar densitatea apei este de 1 g / cm ^ 3, sau 1000 kg / m ^ 3. Punând aceste numere în, obținem o ecuație finală de:
P = (d \ text {în metri}) \ ori 9.80 \ ori 1000