В подводной части корабля на глубине h=14 м образовалась пробоина площадью равной S=5 см2. Необходимо определить минимальную силу F водяного давления, которая смогла бы удержать…
В подводной части корабля на глубине h=14 м образовалась пробоина площадью равной S=5 см2. Необходимо определить минимальную силу F водяного давления, которая смогла бы удержать заплату пробоины с внутренней стороны корабля. Справка для перевода единиц измерения в систему «СИ» физическая атмосфера, (атм) ЭТО 1 атм = 760 мм.рт.ст. 1 атм = 760 Торр (мм. рт. ст.) = 101,325 кПа = 1,01325(105 Па. Дано. ра= рв – давление атмосферы внутри и снаружи корабля одинаково. h=14 м Sотв=5 см2 или в системе «СИ» Sотв =5 10-3 м2 плотность воды g= 9,81 м/с2 Определить силу давления воды Fв ……..? РЕШЕНИЕ Шаг.1. Расчётные формулы: давление рассчитывается по формуле или, после преобразования где Fр – расчётное давление (определяемое или заданное); S – расчётная площадь (определяемая или заданная); Сила давления воды Fв. Шаг.2. Давление эквивалентное силе давления воды определяется по формуле: Шаг.3 Так как атмосферное давление и давление внутри корабля одинаково, то можно записать ра= рв, где ра – атмосферное давление рв– давление воды. Шаг.4 И после преобразования данного уравнения оно будет иметь вид Ответ. Минимальное давление составит
Решение:
Дано:
- Глубина подводной части корабля, h = 14 м
- Площадь пробоины, S = 5 см² = 5 * 10^-4 м²
- Плотность воды, ρ = 1000 кг/м³
- Ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²
Шаг 1: Расчет давления воды в точке пробоины.
Давление воды на глубине определяется формулой:
\[ p = \rho g h \]
где:
- p - давление воды,
- ρ - плотность воды,
- g - ускорение свободного падения,
- h - глубина.
Подставляем известные значения:
\[ p = 1000 \, кг/м^3 \times 9,81 \, м/с^2 \times 14 \, м = 137340 \, Па \]
Шаг 2: Находим силу давления воды.
Сила давления воды определяется через давление и площадь:
\[ F = p \times S \]
Подставляем значения и находим:
\[ F = 137340 \, Па \times 5 \times 10^{-4} \, м^2 = 68,67 \, Н \]
Ответ:
Минимальная сила F водяного давления, необходимая для удержания заплаты пробоины с внутренней стороны корабля, составит приблизительно 68,67 Н.
