Давление на дне впадины
Статья к заданиюИсследование морских глубин с помощью батискафов
Первый батискаф был создан швейцарским учёным Огюстом Пикаром в 1948 г. Батискаф – это самоуправляемый аппарат, состоящий из прочного шара (гондолы) для размещения экипажа и аппаратуры, баллона (поплавка), наполненного бензином, и бункера с балластом (см. рисунок). В качестве балласта используется стальная дробь.
Цистерны водяного балласта
Шахта для посадки экипажа
Отсеки, заполненные бензином
Отсеки, заполненные бензином
Бункеры с дробью
Гондола
Поплавок играет такую же роль, как и спасательный круг для тонущего человека или баллон с гелием у дирижабля (аэростата). В отсеках поплавка находится вещество, плотность которого меньше плотности воды. На батискафах середины XX в. использовался бензин, имеющий плотность около 700 кг/м³. Бензин отделён от воды эластичной перегородкой, позволяющей бензину сжиматься. По наблюдениям, проведённым при погружении батискафа «Триест» в 1960 г. на дно Марианской впадины, на глубине 10 км объём бензина в поплавке уменьшился на 30%.
На поверхности батискаф удерживается за счёт отсеков, заполненных бензином, а также благодаря тому, что цистерны водяного балласта, шахта для посадки экипажа в гондолу и свободное пространство в бункерах с дробью заполнены воздухом. После того как цистерны водяного балласта, шахта для посадки экипажа в гондолу и свободное пространство в бункерах с дробью заполняются водой, начинается погружение. Эти объёмы сохраняют постоянное сообщение с забортным пространством для выравнивания гидростатического давления во избежание деформации корпуса. Если батискаф попадает в плотные слои воды и «зависает», выпускается часть бензина из компенсирующего отсека, и погружение возобновляется. После проведения научных экспериментов экипаж сбрасывает балласт (стальную дробь), начинается подъём.
Исследования морских глубин показали, что на дне океана обитают миллионы видов живых существ, хотя уже на глубине 180 м царствует мрак.
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
Используя материал о батискафе и погружении в Марианскую впадину, определите, какое утверждение о гидростатическом давлении на дне впадины верно.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| 1. Глубина Марианской впадины составляет более 10 км. Какое утверждение о гидростатическом давлении на дне впадины верно?
Давление на дне впадины | ||||||||||||||
|
Выберите один вариант.
1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Как зависит гидростатическое давление от плотности жидкости, ускорения свободного падения и глубины?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Используйте формулу $p = \rho gh$. Для воды можно принять $\rho \approx 1000\ \text{кг/м}^3$, $g \approx 10\ \text{Н/кг}$, $h \approx 10\ \text{км}$.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
При глубине $10\ \text{км}$ давление примерно равно $1000 \cdot 10 \cdot 10000 = 100000000\ \text{Па} = 100\ \text{МПа}$. Так как глубина более $10\ \text{км}$, давление превышает $100\ \text{МПа}$.