Płetwonurek zanurkował w morzu, na głębokość 60 m i przez szkło maski, o powierzchni 80 cm2, obserwował dno. Z dna płetwonurek podniósł kamień o objętości 0,5 dm3 i gęstości 2700 .
Do obliczeń przyjmij ciśnienie atmosferyczne równe 1100 hPa, wartość przyspieszenia ziemskiego 10 , a gęstość wody morskiej 1,1 .
a) Oblicz ciśnienie wywierane na płetwonurka znajdującego się na głębokości 60 m. Wynik podaj w kPa.
b) Oblicz wartość siły nacisku wywieraną przez wodę na szkło maski, gdy twarz płetwonurka znajduje się na głębokości 30 m, a ciśnienie wody panujące na tej głębokości jest trzy razy większe niż atmosferyczne. Wynik podaj w kN.
c) Oblicz minimalną wartość siły z jaką płetwonurek musi działać na kamień, aby unieść go z dna ku powierzchni wody.
S = 80 cm² = 0.008 m² V = 0.5 dm³ = 0.0005 m³
d = 1.1 g/cm³ = 1100 kg/m³ dk = 2700 kg/m³
pa = 1100 hPa = 110000 Pa g = 10 m/s²
a) p = pa + d·g·H = 110000 + 1100·10·60 = 770000 Pa = 770 kPa
b) F' = p'·S p' = pa + 3·pa = 4·pa
F' = 4·pa·S = 4·110000·0.008 = 3520 N = 3.52 kN
c) Siła ta musi zrównoważyć różnicę ciężaru kamienia i siły wypooru:
F = m·g - Fw = dk·V·g - d·V·g = (dk - d)·V·g = (2700 - 1100)·0.0005·10 = 8 N