Манометр, установленный на подводной лодке для измерения давления воды, показывает 250 Н/см². Какова глубина погружения лодки? С какой силой давит вода на крышку люка площадью 0,45 м²?

Для того чтобы решить этот вопрос, нужно использовать два основных принципа: давление, которое оказывает вода, и силу давления на поверхность.

1. Определение глубины погружения

Манометр показывает давление воды в 250 Н/см². Чтобы перевести это давление в стандартные единицы (Па, Паскали), нужно помнить, что:

1 Н/см² = 1 * 10⁴ Па.

Таким образом, 250 Н/см² = 250 * 10⁴ Па = 2 500 000 Па.

Давление воды на определенной глубине можно выразить через уравнение гидростатического давления:

где:

• $P$ — давление на глубине,

• $\rho$ — плотность воды (приблизительно 1000 кг/м³ для пресной воды),

• $g$ — ускорение свободного падения (приблизительно 9,81 м/с²),

• $h$ — глубина погружения.

Из этого уравнения можно выразить глубину $h$:

Подставляем значения:

Таким образом, глубина погружения подводной лодки составляет примерно 254,8 метра.

2. Определение силы давления на крышку люка

Для того чтобы вычислить силу давления, нужно воспользоваться формулой для силы:

где:

• $F$ — сила давления,

• $P$ — давление,

• $A$ — площадь поверхности (крышки люка).

Давление $P$ у нас уже есть — 250 Н/см², что в Па равно 250 * 10⁴ Па. Площадь $A$ крышки люка равна 0,45 м².

Подставляем значения:

Таким образом, сила, с которой вода давит на крышку люка, составляет 1 125 000 Н.