水圧の計算
水圧の計算を、液体と深さからp=ρ·g·hで行えます。例えば水深10 mの水圧は約0.98 barで、水面の大気圧を加えると約2 barです。圧力から深さを逆算することもできます。
計算例:求めたいもの: 深さでの圧力 · 液体: 淡水(998 kg/m³) · 水面からの深さ 10 m → 結果:水圧:0.9787 bar(97,870 Pa)。出典:Wikipedia – Schweredruck (hydrostatischer Druck)。更新日:
計算方法
水圧とは、ある深さで、その上にある液体の重さがつくる圧力のことで、p=ρ·g·hで求められます。ρは密度、gは重力加速度(9.80665 m/s²)、hは水面からの深さです。水圧は深さに比例して大きくなり、容器の形には関係しません。
計算のしかた
密度ρ=998 kg/m³の淡水で深さ10 mなら、p=998·9.80665·10≒97,870 Paで、約0.98 barです。目安として、水中では10 m深くなるごとに約1 bar増えます。海水(1025 kg/m³)の30 mでは、水圧は約3.02 barです。ダイバーや圧力計が示すのは、水面の大気圧約1.013 barを加えた絶対圧力であることが多く、海の30 mでは4 barを少し超えます。
深さと力
2つ目のモードでは、測った圧力から深さを求められ、水中センサーなどに使えます。1つ目のモードで面積を入力すると、窓やハッチ、ダイビングマスクなどにはたらく力F=p·Aも表示されます。
- 水銀は水の13.6倍の密度で、760 mmの水銀柱が標準気圧に相当します。
- 水圧は下向きだけでなく、あらゆる向きにはたらきます。
- 密度は代表的な値です。温かい水や塩分の少ない水では少し違います。
よくある質問
水深10 mの水圧はどれくらいですか。
水圧は約0.98 barです。水面の大気圧を加えた絶対圧力は、約2 barになります。
水圧と絶対圧力は何が違いますか。
水圧は液体の柱だけによる圧力です。絶対圧力はそれに水面の圧力、ふつうは約1.013 barの大気圧を加えたものです。
水圧が容器の形に関係しないのはなぜですか。
点の上にある液体の垂直な高さだけが効き、量は関係しないからです。細い容器でも広い容器でも、同じ高さまで入っていれば底の圧力は同じです。
出典・根拠
- Wikipedia – Schweredruck (hydrostatischer Druck)
- Wikipedia – Hydrostatic pressure
- Wikipedia – Normfallbeschleunigung (g_n = 9,80665 m/s²)
更新日: · 編集方針
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