Номер 4, страница 156 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 5. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 43. Давление на дне морей и океанов. Исследование морских глубин. Темы докладов - номер 4, страница 156.

Условие.

Решение.

Опуститься в Марианскую впадину, самую глубокую точку на Земле (глубина около 11 км), — это одна из сложнейших технических задач, выполнимая только с помощью специального глубоководного обитаемого аппарата (ГОА), часто называемого батискафом. Причина в экстремальных условиях на такой глубине: колоссальное гидростатическое давление (свыше 108 мегапаскалей, что более чем в 1100 раз превышает атмосферное), полная темнота и температура воды около 1–4 °C.

Принцип погружения и ключевые технологии

Спуск в Марианскую впадину осуществляется не как в обычной подводной лодке. Процесс основан на управлении плавучестью с помощью уникальных инженерных решений, так как традиционные методы на такой глубине не работают. Весь процесс можно описать следующими шагами и технологиями:

1. Специализированный аппарат
Используется аппарат, спроектированный для работы в условиях экстремального давления. Ключевыми его элементами являются:
• Прочная сфера для экипажа: Гондола, в которой находятся люди, имеет форму идеальной сферы, так как эта форма лучше всего сопротивляется всестороннему давлению. Сферу изготавливают из толстостенного титанового сплава. Внутри нее поддерживается нормальное атмосферное давление.
• Система плавучести: Основной корпус аппарата заполнен специальным материалом — синтактической пеной. Это композит из полимерной смолы и полых стеклянных микросфер, который легче воды, но при этом почти не сжимается под давлением, обеспечивая аппарату положительную плавучесть.
• Балластная система: Для погружения аппарат несет на себе тяжелый балласт (обычно стальные грузы), который удерживается электромагнитами. Именно этот груз "тянет" аппарат на дно.

2. Этапы миссии
Типичная миссия по спуску занимает 10-12 часов и состоит из трех фаз:
• Спуск (около 4 часов): Аппарат спускают с корабля-носителя, и под весом балласта он начинает погружение. Скорость спуска контролируется.
• Работа на дне (2-4 часа): Достигнув дна, аппарат может маневрировать с помощью небольших электродвигателей. Экипаж проводит исследования, видеосъемку и сбор образцов с помощью роботизированных манипуляторов, освещая пространство мощными прожекторами.
• Всплытие (около 4 часов): Для начала подъема экипаж подает команду на сброс балласта. Электромагниты отключаются, груз падает на дно. Аппарат за счет положительной плавучести синтактической пены начинает подниматься на поверхность.

3. Системы обеспечения
На борту аппарата установлены автономные системы:
• Жизнеобеспечение: Система регенерации воздуха удаляет углекислый газ и подает кислород.
• Энергоснабжение: Мощные аккумуляторы питают все системы — от двигателей до научных приборов.
• Связь: Связь с кораблем на поверхности поддерживается с помощью гидроакустического модема, передающего данные звуковыми сигналами.

Таким образом, спуск в Марианскую впадину — это сложная, тщательно спланированная операция, требующая уникального аппарата, способного выдержать сокрушительное давление и обеспечить безопасность экипажа в одной из самых враждебных сред на планете.

Ответ: Опуститься в Марианскую впадину можно только с помощью специального глубоководного обитаемого аппарата (батискафа), который использует сбрасываемый балласт для погружения и материал с положительной плавучестью (синтактическую пену) для всплытия. Экипаж защищен сверхпрочной титановой сферой, выдерживающей колоссальное давление, а сам аппарат оснащен автономными системами жизнеобеспечения и научным оборудованием для работы на дне.