Номер 4, страница 28, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 5. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 50. Исследование морских и океанских глубин. Вопросы и задания - номер 4, страница 28.

Условие.

4. Объясните, почему для подводных лодок существует предельная глубина погружения.

Решение.

Существование предельной глубины погружения для подводных лодок объясняется фундаментальным свойством жидкостей — увеличением гидростатического давления с глубиной.

Давление, которое оказывает столб воды на погруженное тело, рассчитывается по формуле:

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

где:
$\text{p}$ – гидростатическое давление,
$\rho$ – плотность воды (около $1000-1030$ кг/м³),
$\text{g}$ – ускорение свободного падения (примерно $9,8$ м/с²),
$\text{h}$ – глубина погружения.

Из этой формулы следует, что давление воды линейно возрастает с увеличением глубины $\text{h}$. Это давление действует на всю внешнюю поверхность корпуса подводной лодки, создавая огромные сжимающие силы.

Корпус подводной лодки изготавливается из высокопрочных материалов, но его прочность не бесконечна. Он рассчитан на то, чтобы выдерживать внешнее давление только до определённого значения. Предельная глубина погружения — это как раз та глубина, на которой внешнее давление воды достигает критического значения, которое корпус еще может выдержать, но с риском разрушения. Если подводная лодка опустится глубже этого предела, сжимающая сила воды превысит предел прочности материала корпуса, что приведет к его мгновенному разрушению (имплозии).

Ответ: Предельная глубина погружения для подводных лодок существует потому, что с увеличением глубины растет гидростатическое давление воды. Корпус лодки имеет конечный предел прочности и может выдержать только определённое максимальное давление. Глубина, на которой это давление достигается, является предельной. Превышение этой глубины приводит к разрушению корпуса.