Question

Определите и сравните давление пресной воды в озере на камень , лежащий на дне и рыбу , плавающую на расстоянии 2 м от дна. Глубина озера 5 м. Решите задачу для водоёма с морской водой.​

Answer 1

Ответ:

Давление столба воды (да и любой жидкости) высотой h можно найти по формуле:

p=ρgh

В этой формуле ρ — плотность воды, равная 1000 кг/м3 (это табличная величина).

Обратите внимание, что в задаче спрашивается именно давление воды, поэтому учитывать атмосферное давление не нужно.

Численное значение давления равно:

p=1000⋅10⋅2=20000Па=20кПа

Объяснение:

Answer 2

Давление, которое оказывает вода на объект, зависит от глубины погружения этого объекта в воду. Оно определяется величиной гидростатического давления, которое вычисляется по формуле:

$P = \rho \cdot g \cdot h$

где: $P$ - гидростатическое давление, $\rho$ - плотность жидкости (пресная вода или морская вода, в зависимости от условия задачи), $g$ - ускорение свободного падения (приближенно равно 9,81 м/с² на поверхности Земли), $h$ - глубина погружения объекта в воду.

Для пресной воды:

По условию задачи глубина озера составляет 5 метров.

1. Камень на дне озера: $h = 5$ м $\rho_{\text{пресной воды}}$ - плотность пресной воды (приблизительно 1000 кг/м³)

   $P_{\text{камень}} = 1000 \, \text{кг/м³} \times 9.81 \, \text{м/с²} \times 5 \, \text{м} \approx 49 \, \text{кПа}$

2. Рыба, плавающая на расстоянии 2 м от дна озера: Для рыбы учитываем только глубину, на которой она находится относительно поверхности воды, так как она находится на плаву и не погружена на полную глубину озера.

   $h = 5$ м - 2 м = 3 м

   $P_{\text{рыба}} = 1000 \, \text{кг/м³} \times 9.81 \, \text{м/с²} \times 3 \, \text{м} \approx 29.43 \, \text{кПа}$

Для морской воды:

Плотность морской воды немного выше пресной воды и составляет примерно 1025 кг/м³.

1. Камень на дне озера: $P_{\text{камень}} = 1025 \, \text{кг/м³} \times 9.81 \, \text{м/с²} \times 5 \, \text{м} \approx 50.4 \, \text{кПа}$

2. Рыба, плавающая на расстоянии 2 м от дна озера: $P_{\text{рыба}} = 1025 \, \text{кг/м³} \times 9.81 \, \text{м/с²} \times 3 \, \text{м} \approx 30.04 \, \text{кПа}$

Сравнивая результаты:

Для пресной воды:

• Давление на камень на дне озера: около 49 кПа
• Давление на рыбу, плавающую на расстоянии 2 м от дна: около 29.43 кПа

Для морской воды:

• Давление на камень на дне озера: около 50.4 кПа
• Давление на рыбу, плавающую на расстоянии 2 м от дна: около 30.04 кПа

Таким образом, в обоих случаях давление на рыбу, плавающую на расстоянии 2 м от дна озера, ниже, чем давление на камень на дне. Это связано с тем, что гидростатическое давление увеличивается с увеличением глубины погружения объекта в воду. Рыба, находящаяся на меньшей глубине, испытывает меньшее давление, чем камень, полностью погруженный на дно озера.