静水圧とは？1分でわかる意味、性質、計算、動水圧、全水圧との違い
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静水圧（せいすいあつ）とは、静止する水の圧力です。単に「水圧（すいあつ）」と言うことも多いです。
一方、流れる水の圧力を「動水圧（どうすいあつ）」といいます。建築物や設備機器（例えば貯水タンク）も、水圧を考慮して設計することがあります。
静水圧は、重力の作用による水の重さとも言えます。よって、水深が深くなるほど静水圧の値は大きくなります。
今回は静水圧の意味、計算、動水圧、全水圧との違いについて説明します。全水圧の意味は下記が参考になります。
静水圧とは？
静水圧（せいすいあつ）とは、静止する水の圧力（単位面積当たりの力）です。単に「水圧」と言うことも多いです。
地球は重力が生じており、水には重さがあります。この「水の重さ」が静水圧です。
下図をみてください。水を受け止める壁があります。この壁には静水圧が作用しており、三角形分布の圧力です。
なぜ三角形分布になるか説明します。下図をみてください。1kgの箱を３つ積み上げました。
このとき１番下の箱は、上２つの箱の重さが加わっています。自分の箱の重さを加えて3kgです。各箱の重さを測ると、1kg⇒2kg⇒3kgの通りです。
あらゆるものに重力が働くように、水にも重力が働きます。そして前述の箱と同じように、水深が深い位置では、それより上の水の重さが作用します。
要するに、水深が深くなるほど水圧は大きくなるのです。
逆に言うと、水面では、それより上の水の重さが無いので静水圧＝0と考えます。
水面で静水圧＝0、水中の底で静水圧が最大となるので、壁に作用する静水圧は下図のような三角形分布になります。
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静水圧の性質
静水圧には重要な性質が３つあります。
・水深が深いほど静水圧は大きくなる
・静水圧は、ある面に対して垂直に作用する
・ある点に作用する静水圧は全て等しい
静水圧は、ある面に対して垂直に作用します。よって、下図のように斜めの壁があるとき、静水圧は「斜めの壁に対して」垂直に作用します。
水深が深いほど静水圧が大きくなる理由は前述した通りです。
静水圧の計算
では実際に静水圧を計算しましょう。下図をみてください。水深がHのとき、最大となる静水圧Pは、
p =ρ×ｇ×H
です。
ρは水の密度、ｇは重力加速度、Hは水深です。簡単ですよね。なお水の密度＝1.0t/ｍ3です。ｇ＝10.0m/s2、H=5ｍのとき、
p=ρ×ｇ×H＝1.0×10.0×5 kN/㎡ ⇒ 50kPa
となります。
静水圧と動水圧、全水圧との違い
静水圧と動水圧、全水圧の違いを下記に示します。
静水圧 ⇒ 静止する水の圧力（単位面積当たりの力）。水の重さ
動水圧 ⇒ 流れる（動く）水の圧力
全水圧 ⇒ 静水圧×静水圧の作用する面積。静水圧の合力
全水圧の詳細は下記が参考になります。
まとめ
今回は静水圧について説明しました。静水圧は、静止する水の圧力（単位面積当たりの力）です。水の重さともいえます。
静水圧は水深が深いほど大きな値になります。また面に対して垂直に作用することも覚えましょう。下記も参考になります。
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- 2010～2017年 国立大学大学院修了
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