La presión del agua aumenta con la profundidad porque el agua arriba pesa sobre el agua a continuación. La presión se puede medir de varias maneras. La presión del agua se puede calcular fácilmente con una ecuación simple que involucra profundidad, densidad y gravedad.

TL; DR (Demasiado largo; No lo leí)

Cuanto más profundo se adentra en el agua, hay más agua sobre ti, y el peso de toda esa agua aplica presión.

Presión y profundidad del agua

El agua, como todas las cosas en la Tierra, es empujada hacia abajo por la fuerza de la gravedad. Cada cuerpo de agua tiene un cierto peso, y este peso empuja hacia abajo sobre lo que está debajo de él. La presión del agua es el resultado del peso de toda el agua empujando hacia abajo sobre el agua a continuación. A medida que profundiza en un cuerpo de agua, hay más agua arriba, y por lo tanto un mayor peso empujando hacia abajo. Esta es la razón por la cual la presión del agua aumenta con la profundidad. La presión depende solo de la profundidad, y es la misma en cualquier lugar a una profundidad dada y en todas las direcciones.

Unidades de presión

La presión se mide en unidades de fuerza (como libras, lb .) dividido por área (pulgadas cuadradas, en ^{2). Otras formas de medir la presión también son comunes. Una unidad a menudo conveniente es la atmósfera, atm, igual a la presión de la atmósfera al nivel del mar. Tradicionalmente, la presión se mide usando un barómetro, un dispositivo en el cual una columna de líquido (mercurio, típicamente) es empujada hacia arriba por la presión del aire exterior. Debido a esto, la presión a menudo se da en unidades de milímetros de mercurio (mm Hg), que corresponde al desplazamiento a lo largo de la columna del barómetro.}

Calculando la presión del agua

El cálculo de la presión del agua es muy sencillo. Imagine una superficie plana en la profundidad para la que desea calcular la presión. Todo lo que tiene que hacer es encontrar el peso de toda el agua encima de esa superficie, luego dividirla por el área de la superficie.

p = W ÷ A donde p es presión, W es peso, y A es área.

Encontrar el peso de un cuerpo de agua

En un campo gravitacional, como en la superficie de la Tierra, todo se acelera hacia abajo por la gravedad de la Tierra, lo que le da peso. Si conoce la masa de un objeto, puede encontrar el peso multiplicando la masa por la aceleración debida a la gravedad. Recuerde la segunda ley de Newton: la fuerza (peso) es igual a la masa multiplicada por la aceleración (gravedad).

Puede encontrar la masa, m, de un cuerpo de agua multiplicando su volumen, V, por su densidad, r.

m = Vr

Ahora, para encontrar el peso, multiplíquelo por la aceleración de la gravedad, g (aproximadamente 9,80 m /s2 en la superficie de la Tierra).

W = gVr

Poniéndolo todo junto

Ahora tenemos todas las piezas para encontrar la presión del agua a cierta profundidad. Sustituyendo nuestra ecuación por el peso, W, en nuestra ecuación de presión original, obtenemos:

p = gVr ÷ A

V es el volumen del agua sobre nuestra superficie imaginada. Recuerde, el volumen es solo la longitud por el ancho por la altura. La longitud por la porción de ancho es simplemente el área, A. La altura es la profundidad, d. Entonces, el volumen V puede reescribirse como:

V = dA

Sustituyendo esto en nuestra ecuación de presión, obtenemos:

p = gdAr ÷ A

Ahora podemos cancelar la A de la parte superior e inferior para obtener:

p = gdr

La presión es igual a la aceleración gravitacional, g, multiplicada por la profundidad, d, por la densidad de agua, r. La aceleración de la gravedad es 9.80 m /s ^ 2, y la densidad del agua es 1 g /cm ^ 3, o 1000 kg /m ^ 3. Introduciendo estos números, obtenemos una ecuación final de:

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