La pression de l'eau augmente avec la profondeur parce que l'eau en haut pèse sur l'eau en dessous. La pression peut être mesurée de différentes façons. La pression de l'eau peut être facilement calculée avec une équation simple impliquant la profondeur, la densité et la gravité.

TL, DR (Trop long, pas lu)

Plus vous allez dans l'eau, Plus d'eau est au-dessus de vous - et le poids de toute cette eau exerce une pression.

Pression et profondeur de l'eau

L'eau, comme toutes les choses sur Terre, est tirée vers le bas par la force de gravité. Chaque masse d'eau a un certain poids, et ce poids pousse vers le bas sur tout ce qui est en dessous. La pression de l'eau est le résultat du poids de toute l'eau au-dessus qui pousse sur l'eau ci-dessous. Lorsque vous allez plus profondément dans un plan d'eau, il y a plus d'eau au-dessus, et donc un poids plus important qui pousse vers le bas. C'est la raison pour laquelle la pression de l'eau augmente avec la profondeur. La pression ne dépend que de la profondeur et est la même partout à une profondeur donnée et dans toutes les directions.

Unités de pression

La pression est mesurée en unités de force (p. .) divisé par la surface (pouces carrés, en ^{2). D'autres façons de mesurer la pression sont également courantes. Une unité souvent pratique est l'atmosphère, atm, égale à la pression de l'atmosphère au niveau de la mer. Traditionnellement, la pression est mesurée à l'aide d'un baromètre, un dispositif dans lequel une colonne de liquide (mercure, typiquement) est poussée vers le haut par la pression de l'air à l'extérieur. Pour cette raison, la pression est souvent donnée en millimètres de mercure (mm Hg), correspondant au déplacement le long de la colonne du baromètre.}

Calcul de la pression de l'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 sur cette surface, puis de la diviser par l'aire de la surface.

p = W ÷ A où p est la pression, W est le poids, et A est une zone.

Trouver le poids d'un plan d'eau

Dans un champ gravitationnel, comme à la surface de la Terre, tout est accéléré vers le bas par la gravité de la Terre, lui donnant du 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. Souvenez-vous de la seconde loi de Newton: force (poids) est égale à la masse (accélération) (gravité).

Vous pouvez trouver la masse, m, d'un plan d'eau en multipliant son volume, V, par sa densité, r. Maintenant, pour trouver le poids, multipliez-le par l'accélération gravitationnelle, g (environ 9,80 m /s2 à la surface de la Terre).

W = gVr

Tout mettre ensemble

Nous avons maintenant toutes les pièces pour trouver la pression de l'eau à une certaine profondeur. En substituant notre équation pour le poids, W, dans notre équation de pression originale, nous obtenons:

p = gVr ÷ A

V est le volume de l'eau au-dessus de notre surface imaginaire. Rappelez-vous, le volume est juste longueur fois largeur fois hauteur. La longueur fois la partie largeur est simplement la zone, A. La hauteur est la profondeur, d. Ainsi, le volume V peut être réécrit comme:

V = dA

En substituant cela dans notre équation de pression, on obtient:

p = gdAr ÷ A

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

p = gdr

La pression est égale à l'accélération gravitationnelle, g, fois la profondeur, d, fois le densité de l'eau, r. L'accélération gravitationnelle est de 9,80 m /s ^ 2 et la densité de l'eau est de 1 g /cm ^ 3, soit 1000 kg /m ^ 3. En mettant ces nombres dedans, nous obtenons une équation finale de:

p = d (en mètres, m) (9.80 m /s ^{2)
(1000 kg /m 3)}