Vattentrycket ökar med djupet eftersom vattnet upp ovan väger ner på vattnet nedan. Tryck kan mätas på olika sätt. Vattentrycket kan enkelt beräknas med en enkel ekvation som innefattar djup, densitet och tyngdkraft.

TL; DR (för länge, läste inte)

Ju djupare du går in i vattnet, mer vatten är över dig - och vikten av allt det vatten som applicerar tryck.

Vattentryck och djup

Vatten, som alla saker på jorden, dras nedåt av tyngdkraften. Varje vattenkropp har en viss vikt, och denna vikt pressar nedåt på vad som helst under det. Vattentrycket är resultatet av vikten av allt vatten ovanför att trycka ner på vattnet nedan. När du går djupare in i en vattenkropp, finns det mer vatten över, och därför kommer en större vikt att trycka ner. Detta är anledningen till att vattentrycket ökar med djupet. Trycket beror bara på djupet, och är detsamma var som helst på ett visst djup och i varje riktning.

Tryckenheter

Tryck mäts i kraftenheter (som pund, lb .) dividerat med area (kvadrattum, i ^{2). Andra sätt att mäta tryck är också vanliga. En ofta bekväm enhet är atmosfären, atm, lika med atmosfärstrycket på havsnivå. Traditionellt mäts trycket med en barometer, en anordning i vilken en kolonn av vätska (kvicksilver, typiskt) trycks upp av lufttrycket utanför. På grund av detta anges ofta trycket i kvicksilvermängder (mm Hg) som motsvarar förskjutningen längs barometerns kolumn.}

Beräkning av vattentryck

Beräkningen av vattentrycket är mycket enkel. Föreställ dig en plan yta på det djup för vilket du vill beräkna trycket. Allt du behöver göra är att hitta vikten av allt vattnet ovanpå den ytan och dela det sedan på ytan.

p = W ÷ A där p är tryck, W är vikt och A är område.

Hitta en vattenkropps vikt

På ett gravitationsfält, som på jordens yta, accelereras allting nedåt av jordens gravitation, vilket ger den vikt. Om du vet massen av ett objekt kan du hitta vikten genom att multiplicera massan genom accelerationen på grund av gravitationen. Kom ihåg Newtons andra lag: kraft (vikt) är lika med masstider acceleration (gravitation).

Du kan hitta massan, m, av en vattenkälla genom att multiplicera sin volym, V, med dens densitet, r.

m = Vr

Nu, för att hitta vikten multipliceras den med gravitationsaccelerationen g (ca 9,80 m /s2 vid jordens yta).

W = gVr

Sätta allt ihop

Vi har nu alla bitar för att hitta vattentrycket på ett visst djup. Genom att ersätta vår ekvation för vikten, W, till vår ursprungliga tryckekvation får vi:

p = gVr ÷ A

V är vattnets volym över vår föreställda yta. Kom ihåg, volymen är bara längd gånger bredd gånger höjd. Längden av längd gånger bredd är helt enkelt området, A. Höjden är djupet, d. Så, volymen V kan omskrivas som:

V = dA

Genom att ersätta detta i vår tryckekvation får vi:

p = gdAr ÷ A

Nu kan vi avbryta A ut ur toppen och botten för att få:

p = gdr

Tryck är lika med gravitationsaccelerationen, g, gånger djupet, d, gånger täthet av vatten, r. Gravitationsaccelerationen är 9,80 m /s ^ 2 och densiteten av vatten är 1 g /cm ^ 3 eller 1000 kg /m ^ 3. Med dessa siffror in får vi en slutlig ekvation av:

p = d (i meter, m) (9,80 m /s ^{2)
(1000 kg /m 3) katalog}