Вопрос школьника
Ответь развернуто и подробно на вопрос — Определите глубину погружения батискафа, если на его иллюминатор площадью 0,12 м2 давит вода с силой 1,9 МН.
Ответ от учителя
Для определения глубины погружения батискафа необходимо использовать закон Архимеда, который гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной жидкости. Таким образом, чтобы определить глубину погружения батискафа, необходимо вычислить вес вытесненной им жидкости.
Для этого необходимо знать плотность жидкости, в которую погружен батискаф. Предположим, что это морская вода, плотность которой составляет около 1025 кг/м3. Также необходимо знать площадь иллюминатора батискафа, на который давит вода, и силу, с которой она давит.
Используя формулу для вычисления силы давления жидкости на площадь, получим:
F = p * S * g,
где F — сила давления жидкости на площадь, p — плотность жидкости, S — площадь иллюминатора, g — ускорение свободного падения.
Подставляя известные значения, получим:
F = 1025 кг/м3 * 0,12 м2 * 9,81 м/с2 = 1200,78 Н.
Таким образом, сила давления жидкости на иллюминатор батискафа составляет 1200,78 Н.
Для определения веса вытесненной жидкости необходимо разделить эту силу на ускорение свободного падения:
m = F / g = 1200,78 Н / 9,81 м/с2 = 122,4 кг.
Таким образом, вес вытесненной жидкости составляет 122,4 кг.
Для определения глубины погружения батискафа необходимо использовать формулу для вычисления гидростатического давления:
p = p0 + ρgh,
где p0 — атмосферное давление, ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, h — глубина погружения.
Подставляя известные значения, получим:
1,9 МН = (101325 Па + 1025 кг/м3 * 9,81 м/с2 * h) * 0,12 м2,
откуда h = 1917,5 м.
Таким образом, глубина погружения батискафа составляет 1917,5 м.
