Площадь поверхности грудной клетки у человека 600см2. Найдите силу давления на грудную клетку, когда аквалангист стоит на берегу моря и когда он погрузился под воду на глубину 20 метров. Атмосферное давление считать нормальным.

Для решения задачи найдем силу давления на грудную клетку аквалангиста в двух ситуациях: на берегу моря и под водой на глубине 20 метров.

Дано:

• Площадь поверхности грудной клетки: $S = 600 \, \text{см}^2 = 0{,}06 \, \text{м}^2$.
• Атмосферное давление: $P_0 = 101325 \, \text{Па}$ (нормальное атмосферное давление).
• Глубина погружения: $h = 20 \, \text{м}$.
• Плотность воды: $\rho = 1000 \, \text{кг/м}^3$.
• Ускорение свободного падения: $g = 9{,}81 \, \text{м/с}^2$.

1. Сила давления на грудную клетку на берегу моря:

На берегу действует только атмосферное давление. Сила давления $F$ рассчитывается по формуле:

где:

• $P$ — давление (в данном случае $P_0$).
• $S$ — площадь поверхности грудной клетки.

Подставим значения:

Таким образом, сила давления на грудную клетку аквалангиста, когда он стоит на берегу моря, равна $6079{,}5 \, \text{Н}$.

2. Сила давления на грудную клетку под водой на глубине 20 метров:

Когда аквалангист погружается под воду, на его грудную клетку действует суммарное давление, включающее:

• Атмосферное давление $P_0$.
• Давление воды на глубине $P_{\text{вода}}$.

Давление воды рассчитывается по формуле:

Подставим значения:

Общее давление на глубине составит:

Теперь найдем силу давления на грудную клетку:

Таким образом, сила давления на грудную клетку аквалангиста на глубине 20 метров составляет $17851{,}5 \, \text{Н}$.

Ответ:

• На берегу моря сила давления на грудную клетку аквалангиста равна $6079{,}5 \, \text{Н}$.
• На глубине 20 метров сила давления на грудную клетку аквалангиста составляет $17851{,}5 \, \text{Н}$.