静水圧とは？
静水圧とは、静止した流体が、ある点より上にある流体の重さによって及ぼす圧力のことです。この圧力は流体の密度・その場所の重力加速度・鉛直方向の深さだけで決まり、容器の形や全体の体積には関係しません。本ツールは古典的な関係式 \(P = \rho \cdot g \cdot h\) を用いて計算し、さらに水面にかかる大気圧を加えることで絶対圧も算出します。
このツールの使い方
流体の密度（\(\rho\)）を kg/m³ で入力します。目安として、淡水は約1000、海水は約1025、水銀は約13534です。重力（\(g\)）は地球の海面における標準値 9.80665 m/s² が初期値として設定されています。流体柱の深さ（高さ）\(h\) をメートル単位で入力し、水面にかかる大気圧（初期値 101325 Pa＝1 atm）を設定してください。結果として、ゲージ圧をパスカル・キロパスカル・bar・気圧（atm）で表示し、あわせて絶対圧の合計も求められます。
計算式の解説
ゲージ圧は \(P = \rho g h\) で求められます。ここで \(\rho\) は密度、\(g\) は重力、\(h\) は深さです。これは周囲の大気を基準とした相対的な圧力を表します。センサーが実際に受ける全圧力を求めるには、流体表面を押し下げている大気圧を加えます。すなわち $$P_{abs} = \text{P}_{atm} + \rho g h$$ です。
計算例
水（\(\rho = 1000 \ \text{kg/m}^3\)）で深さ10 m、\(g = 9.80665 \ \text{m/s}^2\) の場合：ゲージ圧 $$= 1000 \times 9.80665 \times 10 = 98{,}066.5 \ \text{Pa} \approx 98.07 \ \text{kPa} \approx 0.98 \ \text{bar}$$ となります。これに大気圧 101,325 Pa を加えると、絶対圧は約199,391.5 Pa、およそ1.97 atm になります。
よくある質問
容器の形は影響しますか？ いいえ。静水圧は鉛直方向の深さ・密度・重力だけで決まります。これが「静水圧のパラドックス」と呼ばれる現象です。
水深10 mで圧力がほぼ2倍になるのはなぜ？ 水深が約10 m深くなるごとにゲージ圧は約1 atm増えるため、水深10 mでの絶対圧はおよそ2 atmになります。
使用する単位は？ SI基本単位です。密度は kg/m³、深さはメートル、重力は m/s² で入力し、圧力はパスカル（Pa）で算出されます。あわせて kPa・bar・atm への換算値も表示されます。
