静水圧とは?動水圧との違いから計算公式・深海の謎まで徹底解説
静水圧とは?動水圧との違いから計算公式・深海の謎まで徹底解説についての疑問解決ガイドをご紹介します。
試験対策や工学設計において必須となるのが、静水圧の計算公式です。静水圧 $p$ は、対象となる地点の上に乗っている水の重さを計算することで導き出されます。
静水圧の基本公式は以下の通りです。
p = ρgh
(p:静水圧 [Pa]、ρ:水の密度 [約1000 kg/m³]、g:重力加速度 [約9.8 m/s²]、h:水深 [m])
この式が示す通り、水圧の大きさは容器の形や全体の水量には一切関係なく、「水深(h)」に正比例します。水深が10m深くなるごとに、静水圧はおよそ約9.8×10⁴ Pa(約0.1 MPa = 約1気圧分)ずつ増加します。
ここで注意したいのが、工学分野における「全水圧」との違いです。静水圧が単位面積あたりにかかる「面上の1点の圧力(強度)」を指すのに対し、全水圧はダムの堤体や水門などの「壁面全体が水から受ける力の合計値(合力、単位はN:ニュートン)」を意味します。また、大気圧(約1013 hPa = 1気圧)を足し合わせたものを「絶対圧」、大気圧をゼロ基準として静水圧のみを測ったものを「ゲージ圧」と呼び分ける点も実務上極めて重要です。