Question

Глубина океанов достигает нескольких километров. Поэтому на дне океана огромное давление. Давление равномерно увеличивается с глубиной и, например, на глубине 10 км составляет около 100 000 000 Па. Человек при специальной тренировке может без особых предохранительных средств погружаться на глубины, где давление воды около 800 кПа. На больших глубинах, если не принять специальных мер защиты, грудная клетка человека может не выдержать давления воды. На глубине, где давление 900 кПа, водолазы могут опускаться под воду, беря с собой запас сжатого воздуха, накачанного в прочные стальные баллоны. Такое снаряжение называют аквалангом. Аквалангом пользуются и спортсмены-пловцы. Для исследования моря на больших глубинах используют батисферы и батискафы. Батисферу опускают в море на стальном тросе со специального корабля. Батискаф не связан тросом с кораблём, он имеет собственный двигатель и может передвигаться на большой глубине в любом направлении. Команде спасателей необходимо погружаться под воду на протяжении 2,5 минут со скоростью 0,5 м/с. Сможет ли команда это сделать без особых предохранительных средств? Ответ обоснуйте.

Answer 1

Ответ:

Да, сможет.

Пошаговое объяснение:

Сначала найдем, на какую глубину в итоге погрузятся спасатели.

2.5 минут = 150 секунд.

S = U * t = 0,5 * 150 = 75 метров.

Теперь найдем давление на этой глубине. Мы знаем по условию, что оно увеличивается равномерно, и если на глубине 10.000 метров оно будет составлять 100.000.000 Па, то на глубине 1 метр оно будет:

100.000.000 / 10.000 = 10.000 Па = 10 кПа.

Соответственно на глубине в 75 метров оно будет 10 * 75 = 750 кПа.

По условию мы знаем, что человек выдерживает давление до 800 кПа, значит спасатели смогу погрузиться, не пользуясь аквалангом.

Answer 2

Для ответа на ваш вопрос, давайте проведем несколько расчетов.

Сначала давайте определим глубину, на которую должна погрузиться команда спасателей. Давление воды увеличивается приблизительно на 10 кПа для каждого метра глубины. Если команда должна погрузиться на глубину, где давление составляет 900 кПа, то это будет 90 метров под водой.

Теперь давайте рассмотрим давление на грудную клетку человека на этой глубине. Для того чтобы оценить, сможет ли человеческая грудная клетка выдержать давление, нужно знать, какие давления она способна выдержать без серьезных повреждений. Обычно считается, что максимальное безопасное давление для дыхательной системы человека на глубине около 10 метров (100 кПа) без специального оборудования. Давление в 9 раз выше этой глубины составляет 900 кПа, что может быть слишком опасно для грудной клетки без специальной защиты.

Даже если команда спасателей способна выдержать давление на грудную клетку, проблемой является также время подъема. Погружение на такую глубину и подъем на поверхность должны происходить очень медленно, чтобы предотвратить баротравму (повреждение, вызванное изменением давления). Из вашего вопроса следует, что команде необходимо погрузиться и подняться на глубину в течение 2,5 минут. Это крайне быстрый подъем и опасно для здоровья дайверов.

Итак, команда спасателей, погружающаяся на глубину 90 метров (900 кПа) и поднимающаяся обратно на поверхность всего за 2,5 минуты, вряд ли сможет это сделать без особых предохранительных средств. Необходимы специальные средства, оборудование и обучение, чтобы обеспечить безопасное погружение на такую глубину и подъем на поверхность.