De waterdruk neemt toe met de diepte omdat het water boven op het water beneden drukt. Druk kan op verschillende manieren worden gemeten. Waterdruk kan eenvoudig worden berekend met een eenvoudige vergelijking met diepte, dichtheid en zwaartekracht.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Hoe dieper je in het water gaat, hoe meer water is boven je - en het gewicht van al dat water oefent druk uit.
Waterdruk en diepte

Water, zoals alle dingen op aarde, wordt naar beneden getrokken door de zwaartekracht. Elk waterlichaam heeft een bepaald gewicht, en dit gewicht duwt naar beneden op wat eronder is. Waterdruk is het resultaat van het gewicht van al het bovenstaande water dat op het onderliggende water naar beneden drukt. Naarmate je dieper in een waterlichaam gaat, is er meer water boven, en daarom duwt een groter gewicht naar beneden. Dit is de reden dat de waterdruk toeneemt met de diepte. De druk hangt alleen af van de diepte en is overal op een gegeven diepte en in elke richting hetzelfde.
Eenheden van druk

De druk wordt gemeten in eenheden van kracht (zoals pond, lb.) verdeeld per gebied (vierkante inch, in ^{2). Andere manieren om druk te meten zijn ook gebruikelijk. Een vaak handige eenheid is de atmosfeer, atm, gelijk aan de druk van de atmosfeer op zeeniveau. Traditioneel wordt de druk gemeten met behulp van een barometer, een apparaat waarin een kolom met vloeistof (meestal kwik) omhoog wordt geduwd door de luchtdruk buiten. Daarom wordt de druk vaak gegeven in millimeters kwik (mm Hg), wat overeenkomt met de verplaatsing langs de kolom van de barometer.
Waterdruk berekenen}

De waterdrukberekening is heel eenvoudig. Stel je een vlak oppervlak voor op de diepte waarvoor je de druk wilt berekenen. Het enige wat u hoeft te doen is het gewicht van al het water op dat oppervlak te vinden en dit vervolgens te delen door het oppervlak.

p \u003d W ÷ A waar p druk is, W is gewicht, en A is een gebied.
Het gewicht van een waterlichaam vinden

In een zwaartekrachtsveld, zoals op het aardoppervlak, wordt alles naar beneden versneld door de zwaartekracht van de aarde, waardoor het gewicht krijgt. Als je de massa van een object kent, kun je het gewicht vinden door de massa te vermenigvuldigen met de versnelling als gevolg van de zwaartekracht. Denk aan de tweede wet van Newton: kracht (gewicht) is gelijk aan massa maal versnelling (zwaartekracht).

Je kunt de massa, m, van een waterlichaam vinden door zijn volume, V, te vermenigvuldigen met zijn dichtheid, r.

m \u003d Vr
Nu, om het gewicht te vinden, vermenigvuldig het met de zwaartekrachtversnelling, g (ongeveer 9,80 m /s2 aan het aardoppervlak).

W \u003d gVr
Alles samenbrengen

We hebben nu alle stukken om de waterdruk op een bepaalde diepte te vinden. Als we onze vergelijking voor het gewicht, W, vervangen door onze oorspronkelijke drukvergelijking, krijgen we:

p \u003d gVr ÷ A

V is het volume van het water boven ons ingebeelde oppervlak. Vergeet niet dat het volume slechts lengte maal breedte maal hoogte is. Het lengte maal breedte gedeelte is eenvoudig het gebied, A. De hoogte is de diepte, d. Het volume V kan dus worden herschreven als:

V \u003d dA

Als we dit in onze drukvergelijking vervangen, krijgen we:

p \u003d gdAr ÷ A

Nu kunnen we de A uit de boven- en onderkant annuleren om te krijgen:

p \u003d gdr

De druk is gelijk aan de zwaartekrachtversnelling, g, maal de diepte, d, maal de dichtheid van water, r. De zwaartekrachtversnelling is 9,80 m /s ^ 2 en de dichtheid van water is 1 g /cm ^ 3 of 1000 kg /m ^ 3. Door deze getallen in te voeren, krijgen we een definitieve vergelijking van:

p \u003d d (in meters, m) (9.80 m /s ^{2)
(1000 kg /m 3)}