Tlak vode narašča z globino, ker voda zgoraj odtehta vodo spodaj. Tlak lahko merimo na različne načine. Tlak vode lahko enostavno izračunamo s preprosto enačbo, ki vključuje globino, gostoto in težo.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Globlje kot greš v vodo, več vode je nad teboj - in teža celotne vode pritiska.
Tlak in globina vode
Vodo, tako kot vse stvari na Zemlji, sila gravitacije vleče navzdol. Vsako vodno telo ima določeno težo in ta teža potiska navzdol, kar je pod njim. Tlak vode je posledica teže celotne vode, ki potiska navzdol na vodo spodaj. Ko greš globlje v vodno telo, je zgoraj več vode in zato večja teža potiska navzdol. To je razlog, da se tlak vode povečuje z globino. Tlak je odvisen samo od globine in je enak kjer koli na določeni globini in v vse smeri.
Tlačne enote
Tlak se meri v enotah sile (na primer funtov, lb.), deljenih s površino (kvadratni palec, v cm)2). Pogosti so tudi drugi načini merjenja tlaka. Pogosto priročna enota je atmosfera, atm, enaka tlaku ozračja na morski gladini. Tradicionalno se tlak meri z uporabo barometra, naprave, pri kateri zunanji zračni tlak potisne stolpec tekočine (običajno živo srebro) navzgor. Zaradi tega je tlak pogosto podan v enotah milimetrov živega srebra (mm Hg), kar ustreza premiku vzdolž barometrovega stebra.
Izračun tlaka vode
Izračun vodnega tlaka je zelo enostaven. Predstavljajte si ravno površino na globini, za katero želite izračunati tlak. Vse, kar morate storiti, je najti težo vse vode na vrhu te površine, nato pa jo razdeliti na površino površine.
P = \ frac {W} {A}
kjePje pritisk,Wje teža inAje območje.
Iskanje teže vodnega telesa
V gravitacijskem polju, na primer na površini Zemlje, zemeljska gravitacija vse pospeši navzdol in mu tako da težo. Če poznate maso predmeta, jo lahko poiščete tako, da maso pomnožite s pospeškom zaradi gravitacije. Ne pozabite na Newtonov drugi zakon: sila (teža) je enaka masi, pomnoženi s pospeškom (gravitacija).
Maso vodnega telesa lahko najdete tako, da njegovo količino V pomnožite z gostoto r.
m = Vr
Zdaj, da poiščemo težo, jo pomnožimo z gravitacijskim pospeškom, g (približno 9,80 m / s2 na površini Zemlje).
W = gVr
Vse skupaj
Zdaj imamo na voljo vse koščke, s katerimi najdemo tlak vode na določeni globini. Z nadomestitvijo enačbe teže W v prvotno enačbo tlaka dobimo:
P = \ frac {gVr} {A}
V je prostornina vode nad našo zamišljeno površino. Ne pozabite, da je prostornina le dolžina krat širina krat višina. Del dolžine in širine je preprosto površina, A. Višina je globina, d. Torej, zvezek V lahko prepišemo kot:
V = dA
Če to nadomestimo z enačbo tlaka, dobimo:
P = \ frac {gdAr} {A}
Zdaj lahko prekličemo A zgoraj in spodaj, da dobimo:
P = gdr
Tlak je enak gravitacijskemu pospešku, g, pomnožen z globino, d, pomnožen z gostoto vode, r. Gravitacijski pospešek je 9,80 m / s ^ 2, gostota vode pa 1 g / cm ^ 3 ali 1000 kg / m ^ 3. Če postavimo te številke, dobimo končno enačbo:
P = (d \ besedilo {v metrih}) \ krat 9,80 \ krat 1000