Номер 4, страница 58 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

4. Определите давление на дне Каспийского моря вблизи побережья г. Актау (рис. 78).

Рис. 78. Гидрографическая карта Каспийского моря. Казахстан, Актау

4. Дано:

Для решения задачи нам потребуются следующие данные:

$h = 35 \text{ м}$ (глубина вблизи г. Актау, определена по карте)

$\rho \approx 1030 \text{ кг/м}^3$ (приблизительная плотность соленой воды Каспийского моря, принимается равной средней плотности морской воды)

$g \approx 9,8 \text{ Н/кг}$ (ускорение свободного падения)

Все данные представлены в Международной системе единиц (СИ).

Найти:

$p$ — давление на дне.

Решение:

Давление, создаваемое столбом жидкости (гидростатическое давление), определяется по формуле:

$p = \rho \cdot g \cdot h$

где $\rho$ — плотность жидкости, $g$ — ускорение свободного падения, $h$ — высота столба жидкости (в данном случае — глубина).

На представленной гидрографической карте (рис. 78) рядом с обозначением города Актау указана отметка глубины, равная 35 метрам. Это значение мы и будем использовать для расчетов как глубину вблизи побережья.

Плотность воды в Каспийском море в среднем составляет около $1010 \text{ кг/м}^3$ из-за меньшей солености по сравнению с мировым океаном. Однако в рамках учебной задачи часто используют стандартное значение плотности морской воды, равное $1030 \text{ кг/м}^3$. Воспользуемся этим значением. Ускорение свободного падения примем стандартным, $g = 9,8 \text{ Н/кг}$.

Теперь подставим все известные значения в формулу для расчета гидростатического давления:

$p = 1030 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 9,8 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} \cdot 35 \text{ м} = 353290 \text{ Па}$

Полученное значение в паскалях (Па) можно перевести в более удобные единицы — килопаскали (кПа), разделив на 1000:

$353290 \text{ Па} = 353,29 \text{ кПа}$

Округлим результат до целого числа. Таким образом, давление, создаваемое столбом воды, составляет примерно $353 \text{ кПа}$.

Следует отметить, что это гидростатическое давление. Полное (абсолютное) давление на дне равно сумме гидростатического и атмосферного давлений ($p_{атм} \approx 101,3 \text{ кПа}$). Поскольку в условии не указано, какое именно давление нужно найти, и не дано значение атмосферного давления, мы рассчитали гидростатическое давление.

Ответ: давление на дне Каспийского моря вблизи побережья г. Актау составляет приблизительно $353 \text{ кПа}$.