Su basıncı derinlikle artar, çünkü yukarıdaki su aşağıdaki suya ağırlık verir. Basınç çeşitli şekillerde ölçülebilir. Su basıncı, derinlik, yoğunluk ve yerçekimini içeren basit bir denklemle kolayca hesaplanabilir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Suda ne kadar derine inerseniz, o kadar fazla su üstünüzde olur ve tüm bu suyun ağırlığı basınç uygular.
Su Basıncı ve Derinliği
Su, dünyadaki her şey gibi, yerçekimi kuvvetiyle aşağı doğru çekilir. Her su kütlesinin belirli bir ağırlığı vardır ve bu ağırlık, altındaki her şeyi aşağı doğru iter. Su basıncı, yukarıdaki tüm suyun ağırlığının aşağıdaki suyu aşağı itmesinin sonucudur. Bir su kütlesinin derinliklerine indikçe, yukarıda daha fazla su vardır ve bu nedenle aşağı doğru daha fazla ağırlık itilir. Su basıncının derinlikle artmasının nedeni budur. Basınç yalnızca derinliğe bağlıdır ve belirli bir derinlikte ve her yönde her yerde aynıdır.
Basınç Birimleri
Basınç, kuvvet birimlerinin (pound, lb. gibi) alana bölünmesiyle (inç kare, inç kare) ölçülür.2
). Basıncı ölçmenin diğer yolları da yaygındır. Genellikle uygun bir birim, atmosferin deniz seviyesindeki basıncına eşit olan atmosfer, atm'dir. Geleneksel olarak basınç, bir sıvı sütununun (tipik olarak cıva) dışarıdaki hava basıncı tarafından yukarı itildiği bir cihaz olan bir barometre kullanılarak ölçülür. Bu nedenle, basınç genellikle barometre sütunu boyunca yer değiştirmeye karşılık gelen milimetre cıva (mm Hg) birimlerinde verilir.Su Basıncının Hesaplanması
Su basıncının hesaplanması çok basittir. Basıncı hesaplamak istediğiniz derinlikte düz bir yüzey hayal edin. Yapmanız gereken tek şey, o yüzeyin üzerindeki tüm suyun ağırlığını bulmak ve sonra bunu yüzey alanına bölmek.
P=\frac{W}{A}
neredePbasınçtır,Wağırlıktır vebiralandır.
Bir Su Kütlesinin Ağırlığını Bulma
Dünya yüzeyinde olduğu gibi bir yerçekimi alanında, her şey Dünya'nın yerçekimi tarafından aşağı doğru hızlandırılır ve ona ağırlık verir. Bir cismin kütlesini biliyorsanız, kütleyi yerçekimi ivmesiyle çarparak ağırlığını bulabilirsiniz. Newton'un ikinci yasasını hatırlayın: kuvvet (ağırlık), kütle çarpı ivmeye (yerçekimi) eşittir.
Bir su kütlesinin kütlesini, m, hacmini V, yoğunluğu r ile çarparak bulabilirsiniz.
m=Vr
Şimdi, ağırlığı bulmak için, yerçekimi ivmesi g (Dünya yüzeyinde yaklaşık 9,80 m/s2) ile çarpın.
W=gVr
Hepsini bir araya koy
Artık belli bir derinlikteki su basıncını bulmak için tüm parçalara sahibiz. W ağırlığı için denklemimizi orijinal basınç denklemimize koyarak, şunu elde ederiz:
P=\frac{gVr}{A}
V, hayali yüzeyimizin üzerindeki suyun hacmidir. Unutmayın, hacim sadece uzunluk çarpı genişlik çarpı yüksekliktir. Uzunluk çarpı genişlik kısmı basitçe A alanıdır. Yükseklik derinliktir, d. Böylece, V hacmi şu şekilde yeniden yazılabilir:
V=dA
Bunu basınç denklemimize koyarsak, şunu elde ederiz:
P=\frac{gdAr}{A}
Şimdi üstten ve alttan A'yı iptal ederek şunu elde edebiliriz:
P=gdr
Basınç, yerçekimi ivmesine eşittir, g, çarpı derinlik, d, çarpı suyun yoğunluğu, r. Yerçekimi ivmesi 9.80 m/s^2 ve suyun yoğunluğu 1 g/cm^3 veya 1000 kg/m^3'tür. Bu sayıları koyarak, son bir denklem elde ederiz:
P=(d\text{ metre cinsinden})\times 9,80\times 1000