Pourquoi augmenter la pression de l'eau avec la profondeur?

Unités de pression

• La pression est mesurée en unités de force (telles que livres, lb) divisée par la superficie (pouces carrés, dans ^ 2). Autres façons de mesurer la pression sont également fréquents. Une unité souvent commode est l'atmosphère, atm, égale à la pression de l'atmosphère au niveau de la mer. Traditionnellement, la pression est mesurée en utilisant un baromètre, un dispositif dans lequel une colonne de liquide (mercure, typiquement) est poussé vers le haut par la pression de l'air extérieur. De ce fait, la pression est souvent donné en unités de millimètres de mercure (mm Hg), correspondant au déplacement le long de la colonne du baromètre.

Calcul de la pression d'eau

• Le calcul de la pression de l'eau est très simple. Imaginez une surface plane à la profondeur pour laquelle vous voulez calculer la pression. Tout ce que vous avez à faire est de trouver le poids de toute l'eau au-dessus de cette surface, puis diviser par le domaine de la surface.

  p = W / D, où p est la pression, W est le poids, et A est la zone.

Trouver le poids d'un corps de l'eau

• Dans un champ de gravitation, par exemple sur la surface de la Terre, tout est accéléré vers le bas par la gravité de la terre, ce qui lui donne le poids. Si vous connaissez la masse d'un objet, vous pouvez trouver le poids en multipliant la masse par l'accélération due à la gravité. Rappelez-vous la deuxième loi de Newton: force (poids) est égale à la masse multipliée par l'accélération (de gravité).

  Vous pouvez trouver la masse, m, d'un corps de l'eau en multipliant son volume, V, par sa densité, r.

  
  

  
  
  

  m = Vr

  Maintenant, pour trouver le poids, la multiplier par l'accélération gravitationnelle, g (environ 9,80 m / s ^ 2 à la surface de la Terre).

  W = GVR

Putting It All Together

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  Nous avons maintenant tous les éléments pour trouver la pression de l'eau à une certaine profondeur. Substituer notre équation pour le poids, W, dans notre équation de pression d'origine, on obtient:

  p = GVR / A

  V est le volume de l'eau au-dessus de notre surface imaginé. Rappelez-vous, le volume est temps de longueur seulement largeur fois la hauteur. Le temps de longueur la largeur est tout simplement partie de la zone, A. La hauteur est la profondeur, d. Ainsi, le volume V peut être réécrite comme:

  
  
  

  V = dA

  En substituant cette dans notre équation de la pression, on obtient:

  p = RADG / A

  Maintenant, nous pouvons annuler le sur le haut et le bas pour obtenir:

  p = gdr

  Pression est égale à l'accélération gravitationnelle, g, fois la profondeur, d, fois la densité de l'eau, r. L'accélération de la pesanteur est 9,80 m / s ^ 2, et la densité de l'eau est de 1 g / cm ^ 3, ou 1000 kg / m ^ 3. Mettre ces chiffres dans, nous obtenons une équation finale de:

  p = d (en mètres, m)(9,80 m / s ^ 2)(1000 kg / m ^ 3)