Номер 3, страница 58 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

3. Определите гидростатическое давление на дне Каспийского моря (рис. 77).

Рассчитайте истинное давление с учетом атмосферного, сравнив уровни свободной поверхности с уровнем моря.

Рис. 77. Каспийское море-озеро уступает по глубине только озерам Байкал и Танганьика

Для решения задачи воспользуемся данными с изображения и справочными физическими величинами.

Дано:

Глубина Каспийского моря, $h = 1025 \ м$
Уровень свободной поверхности Каспийского моря относительно уровня Мирового океана = $-28 \ м$
Плотность соленой воды (принимаем среднее значение для морской воды), $\rho \approx 1030 \frac{кг}{м^3}$
Ускорение свободного падения, $g \approx 9.8 \frac{Н}{кг}$ или $9.8 \frac{м}{с^2}$
Нормальное атмосферное давление, $p_{атм} = 101325 \ Па$

Все данные приведены в системе СИ.

Найти:

1. Гидростатическое давление на дне, $p_{гидр}$
2. Истинное (абсолютное) давление на дне, $p_{ист}$
3. Сравнить уровень свободной поверхности Каспийского моря с уровнем Мирового океана.

Решение:

Определите гидростатическое давление на дне Каспийского моря

Гидростатическое давление — это давление столба жидкости. Оно вычисляется по формуле:

$p_{гидр} = \rho \cdot g \cdot h$

Подставим значения из раздела "Дано":

$p_{гидр} = 1030 \frac{кг}{м^3} \cdot 9.8 \frac{м}{с^2} \cdot 1025 \ м = 10346350 \ Па$

Переведем результат в мегапаскали (МПа) для удобства ($1 \ МПа = 10^6 \ Па$):

$10346350 \ Па \approx 10.35 \ МПа$

Ответ: Гидростатическое давление на дне Каспийского моря составляет примерно $10.35 \ МПа$.

Рассчитайте истинное давление с учетом атмосферного

Истинное (абсолютное) давление на дне водоема равно сумме гидростатического давления столба воды и атмосферного давления, которое действует на свободную поверхность воды:

$p_{ист} = p_{гидр} + p_{атм}$

Используем ранее вычисленное значение $p_{гидр}$ и стандартное значение $p_{атм}$:

$p_{ист} = 10346350 \ Па + 101325 \ Па = 10447675 \ Па$

Переведем результат в мегапаскали:

$10447675 \ Па \approx 10.45 \ МПа$

Ответ: Истинное давление на дне Каспийского моря с учетом атмосферного составляет примерно $10.45 \ МПа$.

сравнив уровни свободной поверхности с уровнем моря

Согласно данным на рисунке 77, уровень Мирового океана (уровень моря) принят за 0 метров. Уровень свободной поверхности Каспийского моря указан как -28 метров.

Это означает, что поверхность Каспийского моря находится на 28 метров ниже уровня Мирового океана.

Ответ: Уровень свободной поверхности Каспийского моря на 28 метров ниже уровня Мирового океана.