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静水圧

1600
  • Simon Stevin
Fluid mechanics experiment demonstrating hydrostatic pressure in a laboratory setting.

(画像はイメージです)

静水圧 プレッシャー は、流体内の特定の点において、重力によって流体が平衡状態で及ぼす圧力です。上方から下向きに作用する流体の重量が増加するため、表面からの深さに比例して圧力が増加します。式は [latex]p = rho gh[/latex] で、[latex]rho[/latex] は流体の密度です。

静水圧の原理は、16 世紀後半にシモン・ステヴィンによって研究され、静水圧のパラドックス、すなわち容器の底部の圧力は容器の形状や流体の総重量ではなく、流体の高さのみに依存することを実証しました。この概念は、アルキメデスの浮力に関する以前の研究からの大きな進歩でした。式 [latex]p = rho gh[/latex] はこの関係を定量化します。ここで、[latex]p[/latex] は静水圧 (ゲージ圧、表面の大気圧は含まない)、[latex]rho[/latex] は流体の密度、[latex]g[/latex] は重力加速度、[latex]h[/latex] は測定点より上の流体柱の高さです。この線形関係は、水深 10 メートルごとに圧力が約 1 気圧増加することを意味します。これは深海探査に重大な意味を持ち、潜水艇は圧縮力に耐えられるように設計されなければならない。大気圧も同じ原理で支配されるが、空気は圧縮性ガスであり、その密度(ρ)は高度によって一定ではないため、計算はより複雑になる。静水圧平衡は天体物理学の重要な概念であり、内向きに働く重力と外向きに働く圧力勾配とのバランスを表し、星や惑星を安定させている。

UNESCO Nomenclature: 2209
機械工学

タイプ

抽象システム

混乱

基礎

使用法

広く普及している

前駆物質

  • アルキメデスの浮力の原理
  • 体積と面積を計算するためのユークリッド幾何学
  • 水道や灌漑システムにおける流体挙動の初期の観察

アプリケーション

  • ダムと堤防の設計
  • 潜水艦および潜水艇工学
  • 大気圧モデリング
  • 圧力測定用のマノメーターとバロメーター
  • 都市給水用の給水塔の設計

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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歴史的背景

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(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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