Zadanie Zadanie 7.2.3: Siła naporu wody na luk zatopionego kontenera badawczego

Punkty: 3 pkt
Dział: Hydrostatyka · Ciśnienie hydrostatyczne i atmosferyczne
Trudność: Poziom trudności: łatwe

Kontener badawczy na dnie morza na głębokości H = 15 m z pokrywą 0,8 m x 1,2 m. Oblicz ciśnienie zewnętrzne, siłę zewnętrzną oraz wypadkową siłę docisku i oceń możliwość otwarcia.

Treść zadania

Na dnie zatoki morskiej na głębokości

H = 15\,\text{m}

spoczywa szczelnie zamknięty kontener badawczy. Płaska pozioma pokrywa luku wejściowego ma wymiary

a = 0{,}8\,\text{m}

oraz

b = 1{,}2\,\text{m}

. Wewnątrz kontenera utrzymuje się ciśnienie atmosferyczne

p_0 = 1013\,\text{hPa}

. Przyjmij gęstość wody morskiej

\rho = 1030\,\text{kg/m}^3

oraz przyspieszenie ziemskie

g = 9{,}81\,\text{m/s}^2

. **a)** Oblicz całkowite ciśnienie wywierane przez wodę i atmosferę na zewnętrzną stronę pokrywy. **b)** Oblicz całkowitą siłę zewnętrzną

F_{\text{zewn}}

działającą na pokrywę. **c)** Oblicz wypadkową siłę dociskającą pokrywę do kontenera i oceń, czy płetwonurek jest w stanie otworzyć luk siłą własnych mięśni.

Odpowiedź i wynik końcowy

**a)** Ciśnienie całkowite zewnętrzne:

p_{\text{zewn}} = 252{,}86\,\text{kPa}

**b)** Siła zewnętrzna na pokrywę:

F_{\text{zewn}} \approx 242{,}75\,\text{kN}

**c)** Wypadkowa siła dociskająca:

F_{\text{wyp}} \approx 145{,}5\,\text{kN}

. Płetwonurek nie jest w stanie otworzyć pokrywy siłą mięśni.