水圧
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水圧(すいあつ)は、水により生じる水自体または物体に及ぼす圧力のこと。水を伝達媒体とした圧力のことも水圧と呼ぶことが多い。
静止している水における水圧
「流体静力学#静水圧」も参照
水が静止状態にあるときに、水が物体に与える圧力(水圧)p は、物体と水面の間にある水の重量によるもので、測定点と水面の距離(深度)に比例し、次のようにあらわされる:
p=ρgh{displaystyle p=rho gh}
- ρ (ロー) は、水の密度(蒸留水の密度は約1000 kg/m3)
g は、重力加速度(約9.8 m/s2 )
h は、物体と水面の距離(深さ)単位はメートル
ただし、地球上で開放水面をもつ水の水圧の値には、大気圧(海面で1 気圧)が加えられたものになる。また、水に人工的に力を加えることで水圧を高めることが出来る。
運動している水における水圧
運動している水における水圧とは、水の運動エネルギーにより物体に対して与える圧力の大きさのことである。大きさは速度の2乗に比例する。このとき水は、主に力の伝達媒体として働いており、圧力を生じさせた元の力の大きさや放水量を示す単位として、『水圧』が使われることがある。
- 例:高い水圧で水を放出する消防車。
速度v で運動する水の動圧pdyna は次のようにあらわされる:
- pdyna=12ρv2{displaystyle p_{mathrm {dyna} }={frac {1}{2}}rho v^{2}}
関連項目
- 気圧
- 圧力
- 水頭
- 水柱メートル