Apabila bendalir berada dalam keadaan pegun, setiap lapisan mesti berada dalam keseimbangan. Lapisan yang lebih dalam menanggung kesan berat bendalir yang berada di atasnya, maka tekanannya lebih tinggi. Bagi cecair yang ketumpatannya hampir malar, pertambahan tekanan berkadar dengan ketumpatan bendalir, pecutan graviti dan kedalaman di bawah permukaan. Dalam simbol, ΔP = ρgh.
Tekanan ialah daya bagi setiap unit luas
Tekanan mengukur bagaimana daya normal diagihkan pada suatu luas. Unit SI bagi tekanan ialah pascal, bersamaan satu newton per meter persegi. Dalam simbol, P = F/A. Dua permukaan boleh mengalami tekanan yang sama tetapi jumlah daya yang berbeza jika luasnya tidak sama. Sebab itu tekanan dan daya tidak boleh digunakan sebagai istilah yang saling menggantikan.
Kedalaman menambah tekanan melalui berat bendalir
Jika tekanan pada permukaan diambil sebagai nilai rujukan, tekanan pada kedalaman h bertambah sebanyak hasil darab ketumpatan bendalir, pecutan graviti dan h. Hubungan ini menerangkan mengapa telinga penyelam merasakan perubahan tekanan apabila turun lebih dalam dan mengapa bahagian bawah empangan perlu menahan tekanan air yang lebih besar berbanding bahagian dekat permukaan. Dengan P₀ ialah tekanan di permukaan, tekanan pada kedalaman h bagi bendalir berketumpatan malar ialah P = P₀ + ρgh.
Bentuk bekas bukan penentu utama tekanan pada satu aras
Dalam cecair pegun dengan ketumpatan seragam, tekanan pada aras mendatar yang sama adalah sama jika bahagian bendalir itu saling bersambung dan terdedah kepada keadaan permukaan yang sama. Bekas yang sempit, lebar atau melengkung tidak mengubah hubungan tekanan dengan kedalaman. Perbezaan bentuk tetap boleh mengubah jumlah isi padu dan daya keseluruhan pada dinding, tetapi bukan hukum setempat tekanan dengan kedalaman.
Tekanan mutlak turut merangkumi tekanan di permukaan
Permukaan air terbuka biasanya menerima tekanan atmosfera. Maka tekanan mutlak pada kedalaman ialah tekanan di permukaan ditambah sumbangan berat air di atas titik itu. Dalam simbol, P_mutlak = P₀ + ρgh, manakala tekanan tolok (jika P₀ ialah tekanan atmosfera) ialah ρgh. Jika alat hanya melaporkan tekanan tolok, tekanan atmosfera ditolak daripada bacaan mutlak. Membezakan kedua-duanya penting ketika membandingkan bacaan sensor, tayar, sistem hidraulik atau keadaan penyelaman.
Ketumpatan tidak sentiasa benar-benar malar
Hubungan linear mudah dengan kedalaman sangat baik untuk kebanyakan cecair pada julat tekanan biasa kerana cecair sukar dimampatkan. Bagi gas atau kedalaman yang sangat besar, ketumpatan boleh berubah dengan tekanan dan suhu. Dalam keadaan itu, pengiraan perlu mengambil kira perubahan ketumpatan sepanjang kedalaman dan tidak lagi cukup dengan satu nilai malar.
Contoh: pada kedalaman 10 m dalam air tawar (ρ ≈ 1000 kg/m³, g ≈ 9.8 m/s²), ρgh = 1000 × 9.8 × 10 = 9.8 × 10⁴ Pa, iaitu kira-kira 98 kPa sebagai tekanan tolok. Jika tekanan atmosfera di permukaan ialah kira-kira 101 kPa, tekanan mutlak ialah P = P₀ + ρgh ≈ 101 + 98 ≈ 199 kPa, iaitu kira-kira 2 atm. Setiap kira-kira 10 m kedalaman air menambah sekitar 1 atm.
Sejarah ringkas
Simon Stevin menerbitkan huraian tekanan dalam air pegun pada 1586, dan Blaise Pascal kemudian menghuraikan prinsip tekanan bendalir pegun pada abad ke-17.
Bagaimana kita mengetahui hal ini?
Mengapakah tekanan dalam air pegun meningkat dengan kedalaman?