Tlak vody rastie s hĺbkou, pretože voda hore váži dole pod vodou. Tlak je možné merať rôznymi spôsobmi. Tlak vody možno ľahko vypočítať pomocou jednoduchej rovnice zahrnujúcej hĺbku, hustotu a gravitáciu.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Čím hlbšie idete do vody, tým viac vody je nad vami - a váha celej tejto vody vyvíja tlak.
Tlak vody a hĺbka
Voda, ako všetky veci na Zemi, je ťahaná smerom dole gravitačnou silou. Každá vodná plocha má určitú váhu a táto váha tlačí nadol na čokoľvek, čo je pod ňou. Tlak vody je výsledkom toho, že všetka voda hore tlačí nad vodou. Keď idete hlbšie do vodného útvaru, hore je viac vody, a preto tlačí dole väčšia váha. To je dôvod, prečo sa tlak vody zvyšuje s hĺbkou. Tlak závisí iba od hĺbky a je rovnaký kdekoľvek v danej hĺbke a v každom smere.
Jednotky tlaku
Tlak sa meria v jednotkách sily (napríklad librách, lb.) vydelených plochou (štvorcové palce v palcoch)2). Bežné sú aj iné spôsoby merania tlaku. Často vhodnou jednotkou je atmosféra, atm, rovná tlaku atmosféry na hladine mora. Tlak sa tradične meria pomocou barometra, prístroja, v ktorom je tlak vzduchu vonku tlačený na stĺpec kvapaliny (zvyčajne ortuti). Z tohto dôvodu sa tlak často udáva v jednotkách milimetrov ortuti (mm Hg), čo zodpovedá posunu pozdĺž stĺpca barometra.
Výpočet tlaku vody
Výpočet tlaku vody je veľmi jednoduchý. Predstavte si rovný povrch v hĺbke, pre ktorú chcete vypočítať tlak. Musíte len nájsť hmotnosť všetkej vody na vrchu tejto plochy a potom ju vydeliť plochou povrchu.
P = \ frac {W} {A}
kdePje tlak,Žje váha aAje oblasť.
Nájdenie hmotnosti vodného útvaru
V gravitačnom poli, napríklad na povrchu Zeme, sa všetko zrýchľuje smerom dole pôsobením zemskej gravitácie, čo jej dodáva váhu. Ak poznáte hmotnosť objektu, môžete zistiť hmotnosť vynásobením hmotnosti gravitačným zrýchlením. Pamätajte si druhý Newtonov zákon: sila (hmotnosť) sa rovná hmotnosti krát zrýchlenie (gravitácia).
Hmotnosť vodného útvaru môžete nájsť vynásobením jeho objemu V hustotou r.
m = Vr
Teraz, aby ste našli hmotnosť, vynásobte ju gravitačným zrýchlením g (asi 9,80 m / s2 na povrchu Zeme).
W = gVr
Dávať to všetko dokopy
Teraz máme všetky kúsky, aby sme našli tlak vody v určitej hĺbke. Dosadením našej rovnice pre hmotnosť W do našej pôvodnej tlakovej rovnice dostaneme:
P = \ frac {gVr} {A}
V je objem vody nad našou predstavovanou plochou. Pamätajte, že objem je iba dĺžka krát šírka krát výška. Časť dĺžky a šírky je jednoducho plocha, A. Výška je hĺbka, d. Takže objem V možno prepísať ako:
V = dA
Dosadením do našej tlakovej rovnice dostaneme:
P = \ frac {gdAr} {A}
Teraz môžeme zrušiť A zhora a zdola, aby sme dostali:
P = gdr
Tlak sa rovná gravitačnému zrýchleniu, g, krát hĺbka, d, krát hustota vody, r. Gravitačné zrýchlenie je 9,80 m / s ^ 2 a hustota vody je 1 g / cm ^ 3 alebo 1 000 kg / m ^ 3. Po vložení týchto čísel dostaneme konečnú rovnicu:
P = (d \ text {v metroch}) \ krát 9,80 \ krát 1000