Zadanie Zadanie 7.2.6: Wyznaczanie głębokości zanurzenia batyskafu na podstawie siły parcia na iluminator

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

Na iluminator batyskafu S = 0,25 m^2 działa siła F = 750 kN w wodzie morskiej o \rho = 1030 kg/m^3. Oblicz ciśnienie całkowite, ciśnienie hydrostatyczne oraz głębokość zanurzenia h.

Treść zadania

Podwodny batyskaf badawczy zanurzył się w wodzie morskiej o gęstości

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

. Na płaski okrągły iluminator obserwacyjny o powierzchni

S = 0{,}25\,\text{m}^2

woda i powietrze atmosferyczne wywierają z zewnątrz siłę nacisku o wartości

F = 750\,\text{kN}

. Ciśnienie atmosferyczne na powierzchni oceanu wynosi

p_0 = 100\,\text{kPa}

. **a)** Oblicz ciśnienie całkowite

p_{\text{całk}}

panujące na zewnątrz batyskafu. **b)** Oblicz ciśnienie hydrostatyczne

p_h

wywierane przez sam słup wody morskiej. **c)** Oblicz głębokość

h

, na której znajduje się batyskaf. Przyjmij przyspieszenie ziemskie

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

Odpowiedź i wynik końcowy

**a)** Ciśnienie całkowite:

p_{\text{całk}} = 3{,}0\,\text{MPa} = 3000\,\text{kPa}

**b)** Ciśnienie hydrostatyczne:

p_h = 2{,}9\,\text{MPa} = 2900\,\text{kPa}

**c)** Głębokość zanurzenia:

h \approx 287\,\text{m}