Для решения этой задачи нам необходимо использовать закон изменения давления с глубиной. Давление изменяется по следующей формуле, учитывающей высоту (или глубину):
\[ P = P_0 + \rho g h \]
где:
- \( P \) — давление на заданной глубине (в данном случае это давление на платформе),
- \( P_0 \) — атмосферное давление (давление при входе в метро),
- \( \rho \) — плотность воздуха (принимаем 1.225 кг/м³ на уровне моря),
- \( g \) — ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²),
- \( h \) — глубина (в метрах).
Сначала приведем давления в одну систему единиц. Настоящее атмосферное давление в физике обычно измеряется в Паскалях (Па), и 101.3 кПа (килопаскали) преобразуем в Паскали:
\[ P_0 = 101.3 \, \text{кПа} = 101300 \, \text{Па} \]
Теперь дано, что давление на платформе станции метро:
\[ P = 101616 \, \text{Па} \]
Ставим значение в уравнение и решим его относительно глубины \( h \):
\[ 101616 = 101300 + \rho g h \]
Приведем уравнение к более простому виду:
\[ 101616 - 101300 = \rho g h \]
\[ 316 = \rho g h \]
Теперь подставим известные значения плотности воздуха \( \rho \) и ускорения \( g \):
\[ \rho = 1.225 \, \text{кг/м}^3, \] \[ g = 9.81 \, \text{м/с}^2. \]
Теперь можем найти величину \( h \):
\[ 316 = 1.225 \cdot 9.81 \cdot h \]
Теперь рассчитаем произведение \( \rho g \):
\[ 1.225 \cdot 9.81 \approx 12.02475 \, \text{(при округлении, можно взять 12.02)} \]
Подставляем это значение обратно в уравнение:
\[ 316 = 12.02475 h \]
Теперь выразим \( h \):
\[ h = \frac{316}{12.02475} \approx 26.32 \, \text{м}. \]
Округляя до целого числа:
\[ h \approx 26 \, \text{м}. \]
Таким образом, платформа станции метро находится на глубине примерно 26 метров.