Безпечна глибина занурення звичайного аквалангіста становить приблизно \(20\) м. Для досвідчених плавців цей ліміт трохи більший. А чрму досягти місця, де лежить затонулий лайнер "Титанік" (на глибині майже \(4\) км), людина може лише всередині глибоководних апаратів?
Згадаємо, що внаслідок притягання до Землі та завдяки власній плинності рідина створює тиск як на дно, так і на стінки посудини, у якій вона міститься. Рідина створює тиск і на будь-яке занурене в неї тіло.
Тиск, який чиниться нерухомою рідиною, називається гідростатичним.
Щоб визначити тиск, який створює рідина на дно посудини, слід силу \(F\), що діє на дно посудини, поділити на площу \(S\) дна:
(\(1\)).
В даному випадку, оскільки рідина нерухома, то , масу рідини можна визначити за формулою , й підставивши дані у (\(1\)) формулу, маємо:
.
Тиск у рідині залежить від її густини і від висоти стовпа рідини.
Формула для визначення гідростатичного тиску — тиску, який чиннить нерухома рідина: — прискорення вільного падіння.
Великий тиск створює вода в морях і океанах. На глибині \(10\) м тиск води приблизно дорівнює \(100\) кПа, а на глибині \(1\) км — приблизно \(10\ 000\) кПа, що відповідає масі у \(100\) кг, яка тисне на кожен квадратний сантиметр.
Допустимий тиск води на організм людини дорівнює \(300\) кПа.
Приклад:
На яку глибину може пірнути людина без додаткового спорядження?
|
_______________
h — ?
|
Відповідь: людина без спорядження може пірнути на глибину \(30\) метрів.
Якщо людина пірне на глибину \(100\) м, то, щоб вижити, йому буде необхідно певний час провести у декомпресійній камері.
Цікаво: глибоководні риби, які звикли до величезного тиску, вийняті з води, вибухають.
глибоководні риби
Гідростатичний парадокс
Гідростатичний парадокс:
тиск рідини на дно посудини не залежить від форми посудини, а тільки від густини рідини і від висоти стовпа рідини.
тиск рідини на дно посудини не залежить від форми посудини, а тільки від густини рідини і від висоти стовпа рідини.
Тиск на дно посудини не залежить від сили тяжіння, яка діє на налиту в посудину рідину. Наприклад, налита у другу посудину частина води тисне на стінки посудини, і цей тиск не поширюється на дно посудини, тому сила тиску менша сили тяжіння, яка діє на рідину. У п'ятій посудині рідина тисне на похилі стінки посудини, які теж тиснуть на рідину, і в результаті сила тиску на дно посудини збільшується.
Джерела:
Фізика: підруч. для 7 кл. закл. загал. серед. освіти/ [В.Г. Бар'яхтар, Ф.Я. Божинова та ін.] ; за редакцією С.О. Довгого. - Х.: Вид. "Ранок", 2024. - 272 ст. іл.