Давление — Задание Физика 8 Класс №00050487

На люк давят с двух сторон. Снаружи — вода и атмосфера над ней, изнутри — воздух батискафа. Люк прижимает к корпусу именно разница этих сил, поэтому нам нужны оба давления и их разность.

Давление столба воды на глубине. Глубину переводим в метры: $3\text{ км} = 3000\text{ м}$.

$$p_{\text{вод}} = \rho g h = 1000\cdot 10\cdot 3000 = 30\,000\,000\text{ Па}.$$

Снаружи к нему добавляется атмосфера над морем, потому что она давит на поверхность воды, а вода передаёт давление дальше (закон Паскаля):

$$p_{\text{снаружи}} = 100\,000 + 30\,000\,000 = 30\,100\,000\text{ Па}.$$

Изнутри давление $p_{\text{внутри}} = 100\,000\text{ Па}$. Подумай, что произойдёт при вычитании: атмосферное давление уйдёт, останется только давление воды:

$$\Delta p = 30\,100\,000 - 100\,000 = 30\,000\,000\text{ Па}.$$

Разность сил — это разность давлений, умноженная на площадь люка, ведь $F = pS$:

$$\Delta F = \Delta p\cdot S = 30\,000\,000\cdot 0{,}5 = 15\,000\,000\text{ Н} = 15\text{ МН}.$$

Проверим себя. Сила в $15\text{ МН}$ равна весу груза массой $1500$ тонн. Для люка площадью всего полквадратного метра это огромная нагрузка, поэтому корпуса глубоководных аппаратов делают очень прочными. Обратный счёт: $15\,000\,000 : 0{,}5 = 30\,000\,000\text{ Па}$, всё верно.