ความดันในฟิสิกส์คือแรงหารด้วยพื้นที่หน่วย ในทางกลับกัน แรงคือมวลคูณความเร่ง สิ่งนี้อธิบายได้ว่าทำไมนักผจญภัยในฤดูหนาวจึงปลอดภัยกว่าบนน้ำแข็งที่มีความหนาที่น่าสงสัย ถ้าเขานอนราบบนพื้นผิวแทนที่จะยืนตัวตรง แรงที่กระทำบนน้ำแข็ง (มวลคูณการเร่งลงเนื่องจากแรงโน้มถ่วง) จะเท่ากันในทั้งสองกรณี แต่ถ้าเป็น นอนราบแทนที่จะยืนสองเท้า แรงนี้จะกระจายไปทั่วบริเวณที่กว้างกว่า ซึ่งจะช่วยลดแรงกดบน น้ำแข็ง.
ตัวอย่างข้างต้นเกี่ยวข้องกับแรงดันสถิต นั่นคือไม่มีสิ่งใดใน "ปัญหา" ที่กำลังเคลื่อนที่อยู่ (และหวังว่าจะเป็นอย่างนั้น!) แรงดันไดนามิกนั้นแตกต่างกัน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของวัตถุผ่านของเหลว นั่นคือ ของเหลวหรือก๊าซ หรือการไหลของของเหลวเอง
สมการความดันทั่วไป
ดังที่ระบุไว้ แรงกดถูกหารด้วยพื้นที่ และแรงคือมวลคูณความเร่ง มวล (ม) อย่างไรก็ตาม สามารถเขียนเป็นผลคูณของความหนาแน่น (ρ) และปริมาณ (วี) เนื่องจากความหนาแน่นเป็นเพียงมวลหารด้วยปริมาตร นั่นคือตั้งแต่:
\rho=\frac{m}{V}\text{ แล้ว } = m=\rho V
นอกจากนี้ สำหรับรูปทรงเรขาคณิตทั่วไป ปริมาตรหารด้วยพื้นที่จะทำให้เกิดความสูง
ซึ่งหมายความว่าสำหรับคอลัมน์ของของเหลวที่ยืนอยู่ในกระบอกสูบความดัน (พี) สามารถแสดงในหน่วยมาตรฐานต่อไปนี้:
P = {mg \above{1pt}A} = {ρVg \above{1pt}A}= ρg{V \above{1pt}A} = ρgh
ที่นี่ห่าคือ ความลึกใต้ผิวของของไหล สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าแรงดันที่ระดับความลึกใดๆ ของของเหลวไม่ได้ขึ้นอยู่กับปริมาณของเหลวที่มีอยู่จริง คุณอาจอยู่ในถังขนาดเล็กหรือมหาสมุทร และความดันขึ้นอยู่กับความลึกเท่านั้น
แรงดันไดนามิก
ของเหลวไม่ได้อยู่แค่ในถังเท่านั้น พวกมันเคลื่อนที่ซึ่งมักจะถูกสูบผ่านท่อเพื่อไปจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง ของเหลวที่เคลื่อนที่ได้ออกแรงกดบนวัตถุภายในเช่นเดียวกับของเหลวที่ยืนอยู่ แต่ตัวแปรจะเปลี่ยนไป
คุณอาจเคยได้ยินมาว่าพลังงานทั้งหมดของวัตถุคือผลรวมของพลังงานจลน์ (พลังงานของการเคลื่อนที่) และศักยภาพของวัตถุ พลังงาน (พลังงานที่มัน "เก็บ" ไว้ในการโหลดสปริงหรืออยู่เหนือพื้นดินมาก) และยอดรวมนี้คงที่ในสถานะปิด ระบบต่างๆ ในทำนองเดียวกัน ความดันรวมของของไหลก็คือความดันสถิต กำหนดโดยนิพจน์ฮึกที่ได้รับข้างต้น เพิ่มแรงกดดันแบบไดนามิก กำหนดโดยนิพจน์ (1/2)ρv2.
สมการเบอร์นูลลี
ส่วนข้างต้นเป็นที่มาของสมการวิกฤตในวิชาฟิสิกส์ โดยมีผลกับสิ่งใดๆ ที่ เคลื่อนที่ผ่านของเหลวหรือประสบการณ์ไหลเอง รวมทั้งเครื่องบิน น้ำในระบบประปา หรือ เบสบอล อย่างเป็นทางการก็คือ
P_{total} = ρgh + {1 \above{1pt}2} ρv^2
ซึ่งหมายความว่าหากของเหลวเข้าสู่ระบบผ่านท่อที่มีความกว้างที่กำหนดและที่ความสูงที่กำหนดและออกจากระบบ ผ่านท่อที่มีความกว้างต่างกันและความสูงต่างกัน ความดันรวมของระบบยังคงอยู่ ค่าคงที่
สมการนี้อาศัยสมมติฐานหลายประการ: ว่าความหนาแน่นของของไหลρไม่เปลี่ยนแปลง การไหลของของไหลนั้นคงที่ และการเสียดสีนั้นไม่ใช่ปัจจัย แม้จะมีข้อจำกัดเหล่านี้ สมการก็มีประโยชน์อย่างยิ่ง ตัวอย่างเช่น จากสมการเบอร์นูลลี คุณสามารถระบุได้ว่าเมื่อน้ำออกจากท่อที่มี a เส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าทางเข้า น้ำจะเดินทางเร็วขึ้น (ซึ่งน่าจะเป็น สัญชาตญาณ; แม่น้ำแสดงให้เห็นความเร็วที่มากขึ้นเมื่อผ่านช่องทางแคบ ๆ ) และความดันที่ความเร็วสูงจะลดลง (ซึ่งอาจจะไม่ง่าย) ผลลัพธ์เหล่านี้ตามมาจากการแปรผันของสมการ
P_1 - P_2 = {1 \above{1pt}2}ρ({v_2}^2 - {v_1}^2)
ดังนั้นหากเงื่อนไขเป็นบวกและความเร็วออกมากกว่าความเร็วเข้า (นั่นคือวี2 > วี1) แรงดันทางออกต้องต่ำกว่าแรงดันเข้า (นั่นคือพี2 < พี1).