Тиск води зростає з глибиною, оскільки вода вгорі тяжіє над водою внизу. Тиск можна виміряти різними способами. Тиск води можна легко розрахувати за допомогою простого рівняння, що включає глибину, щільність та гравітацію.
TL; DR (занадто довгий; Не читав)
Чим глибше ви заходите у воду, тим більше води над вами - і вага всієї цієї води застосовує тиск.
Тиск і глибина води
Вода, як і всі речі на Землі, тягнеться вниз силою тяжіння. Кожна водна маса має певну вагу, і ця вага штовхає вниз те, що знаходиться нижче неї. Тиск води є результатом ваги всієї води, що надходить, що натискає на воду нижче. Коли ви заглиблюєтесь у водойму, там вище води, і тому більша вага штовхає вниз. Ось чому тиск води зростає з глибиною. Тиск залежить лише від глибини і однаковий у будь-якій точці заданої глибини та в будь-якому напрямку.
Одиниці тиску
Тиск вимірюється в одиницях сили (наприклад, фунтів, фунтів), поділених на площу (квадратні дюйми, дюйм2). Інші способи вимірювання тиску також поширені. Часто зручною одиницею є атмосфера, атм, рівна тиску атмосфери на рівні моря. Традиційно тиск вимірюють за допомогою барометра, приладу, в якому стовп рідини (ртуті, як правило) підштовхується тиском повітря назовні. Через це тиск часто дається в одиницях міліметрів ртутного стовпа (мм рт. Ст.), Що відповідає зміщенню вздовж колони барометра.
Розрахунок тиску води
Розрахунок тиску води дуже простий. Уявіть рівну поверхню на глибині, для якої потрібно розрахувати тиск. Все, що вам потрібно зробити, це знайти вагу всієї води на цій поверхні, а потім розділити її на площу поверхні.
P = \ frac {W} {A}
деPце тиск,W- вага, іA- це площа.
Знаходження ваги водойми
У гравітаційному полі, наприклад на поверхні Землі, все прискорюється донизу під дією гравітації Землі, надаючи їй ваги. Якщо ви знаєте масу предмета, ви можете знайти вагу, помноживши масу на прискорення завдяки силі тяжіння. Згадайте другий закон Ньютона: сила (вага) дорівнює масі, примноженій на прискорення (гравітація).
Ви можете знайти масу водойми, м, помноживши її об’єм, V, на щільність, r.
m = Vr
Тепер, щоб знайти вагу, помножте її на гравітаційне прискорення, г (приблизно 9,80 м / с2 на поверхні Землі).
W = gVr
Поєднавши все це разом
Тепер у нас є всі шматки, щоб знайти тиск води на певній глибині. Підставивши наше рівняння ваги, Вт, у наше початкове рівняння тиску, отримаємо:
P = \ frac {gVr} {A}
V - об’єм води над нашою уявною поверхнею. Пам'ятайте, об'єм - це просто довжина помножена на ширину і висоту. Довжина помножена на ширину - це просто площа, А. Висота - це глибина, d. Отже, том V можна переписати як:
V = dA
Підставивши це в наше рівняння тиску, отримаємо:
P = \ frac {gdAr} {A}
Тепер ми можемо скасувати A зверху та знизу, щоб отримати:
P = gdr
Тиск дорівнює гравітаційному прискоренню, g, помноженій на глибину, d, помноженій на щільність води, r. Гравітаційне прискорення становить 9,80 м / с ^ 2, а щільність води 1 г / см ^ 3, або 1000 кг / м ^ 3. Поставивши ці числа, отримаємо остаточне рівняння:
P = (d \ text {у метрах}) \ раз 9,80 \ раз 1000