Göra en dykdjup spårvidd (2 / 6 steg)

Steg 2: Teorin

Mätaren består av en genomskinlig plast rör vars slut har stängts och en skala. När du dyker, komprimerar omgivande vattentrycket luften inuti röret, minska dess volym och tillåter vatten att fylla resten av röret. Genom att veta hur volymen av luft och vatten inuti röret relaterar, känner vi trycket av omgivande vatten som är direkt proportionell mot djupet. Därför kan vi göra en skala som visar djup beroende längd luftakolonnen.

Boyles lag
Anger att volymen och trycket är omvänt proportionell. Det innebär att om du dubblar en, den andra kommer att halvera. Tryck två gånger större än atmosfäriska, kommer luft inuti röret alltså hälften av volymen vid ytan. Eftersom röret är cylindrisk, är volym proportionell till längden så vi inte behöver veta volymen för att fastställa trycket (om längd halvor, volymen kommer också).

Så om vi vet att lufttrycket är ca 1 bar, vet vi också att längden på luftakolonnen på 2 bar hälften av full längd på röret. På 3 bar blir det en tredje, på 4 en fjärde och så vidare. Men hur vet vi vilka påtryckningar motsvarar vilket djup? Jo vi vet att 1 bar är 100000 Pa eller 100000 N/m ^ 2. En newton motsvarar ungefär vikt utövas av objekt som väger 100g. Densiteten hos vatten är 1000 kg/m ^ 3. Därför skulle en kub av vatten med 1 meter långa kanter väga 1000 kilo.
Vad vi vill veta är hur lång skulle ett rätblock vatten med en kvadratmeter ansikte måste vara att väga 100000 Newton eller 10000 kilo. Du kan föreställa sig den kub som en stack av dessa mätare-edge kuber som väger 1000kg. Måste du stapla dem tio för att få en 10000 kilo rätblock. Så för varje tio meter får du en extra bar tryck.

Så för att få trycket observerats på ett djup måste du lägga till det atmosfäriska trycket på 1bar och 0.1 bar per meter - p = 1 + d/10. För att få längden på kolumnen luft i röret på det djupet, delar du bara längden på röret av trycket.

För er som undrar hur luften inte fly från röret, gör det inte så på grund av ytspänningen i vattnet. Om din röret är för brett, det kommer att komma ut och mätaren kommer att vara omöjligt att använda.