Номер 8, страница 171 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Упражнение 31. § 49. Плавание судов. Воздухоплавание. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 8, страница 171.

8*. В романе Ж. Верна описана подводная лодка «Наутилус» с просторными кабинетами, залами и каютой. Почему современные подводные лодки не обладают такими просторными помещениями?

Современные подводные лодки не обладают просторными помещениями, как «Наутилус» из романа Жюля Верна, по ряду критически важных инженерных и физических причин, которые ставят во главу угла выживаемость и функциональность, а не комфорт.

Внешнее давление. Главная причина — огромное давление воды на больших глубинах. Чтобы противостоять этому колоссальному внешнему давлению, корпус подводной лодки должен иметь форму, которая распределяет нагрузку наиболее равномерно. Идеальной формой является сфера, а практически самой оптимальной и технологичной — цилиндр с полусферическими оконечностями. Именно такую сигарообразную форму и имеют современные субмарины. Просторные помещения с плоскими стенами, полом и потолком создавали бы огромные концентрации напряжений и требовали бы невероятно толстых и тяжелых перекрытий, что сделало бы конструкцию нежизнеспособной. Любая плоская поверхность большого размера под давлением воды была бы неминуемо вдавлена внутрь.

Оптимизация пространства. Внутреннее пространство современной подводной лодки предельно насыщено сложнейшим оборудованием. Здесь размещаются энергетическая установка (например, ядерный реактор), системы жизнеобеспечения, навигационное оборудование, сонары, торпедные аппараты, ракетные шахты и многое другое. Каждый кубический сантиметр используется с максимальной эффективностью. В таких условиях просто не остается места для просторных залов и кабинетов; приоритет отдается функциональности и размещению жизненно важных систем и боезапаса.

Гидродинамика и скрытность. Форма корпуса диктуется не только требованиями прочности, но и гидродинамики. Для быстрого и, что особенно важно для военных подлодок, бесшумного передвижения под водой необходима обтекаемая форма. Она минимизирует сопротивление воды, снижая расход энергии и уровень шума, который может выдать местоположение лодки. Конструкция с выступающими частями или близкая к прямоугольной, которая потребовалась бы для создания больших залов, создавала бы огромное гидродинамическое сопротивление и сильную турбулентность, делая лодку медленной, шумной и неэффективной.

Функциональное назначение. В отличие от фантастического «Наутилуса», который был задуман как подводный дом, исследовательский центр и салон, современные подводные лодки являются узкоспециализированными боевыми или научными машинами. Их конструкция — это компромисс между прочностью, скоростью, незаметностью и функциональностью, где для роскоши и просторных помещений, характерных для «Наутилуса», просто не остается ни физической, ни практической возможности.

Ответ: Современные подводные лодки не имеют просторных помещений, в первую очередь, из-за необходимости иметь прочный корпус сигарообразной формы для противостояния огромному давлению воды на глубине. Кроме того, их внутренний объем предельно плотно скомпонован жизненно важным оборудованием, а обтекаемая форма продиктована требованиями скорости и скрытности, что исключает возможность создания больших комнат с плоскими стенами.