Immersione profonda: la pressione sott'acqua

Un gioco di simulazione educativo. Prevedi la pressione a una certa profondità, o la profondità massima a cui un sottomarino può scendere in sicurezza, poi immergiti e guarda il manometro.

PressioneProfondità

SEZIONE DELL'OCEANO

Manometro

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Sottomarino o subRetta della pressioneLa tua previsioneLimite dello scafo
Pressione in profonditàp = p₀ + ρ·g·h

Tempo

0.00 s

t

Profondità

— m

h

Pressione

— kPa

p = p₀ + ρ·g·h

Parte dell'acqua

— kPa

ρ·g·h

Forza sull'oblò

— kN

F = ρ·g·h·A

Prevedi prima di immergerti

Scrivi la tua previsione per impostare l'immersione. Immergiti resta disattivato finché non c'è una risposta.

Prevedi che cosa farà il profondo.

Punteggio della missione—

Una previsione entro il 2% vale 100 punti; una profondità d'immersione deve essere sicura con al massimo il 2% di margine. Indovinarla alla prima prova aggiunge 50 punti. Una prova conta appena comincia.

✓ Risposta giusta① Al primo colpo

Come si gioca a Immersione profonda

  1. Scegli un'immersione e leggi la profondità o il limite dello scafo, e la densità dell'acqua, sulla scheda.
  2. La pressione cresce in modo uniforme con la profondità: p = p₀ + ρ·g·h, con ρ·g·h in Pa (dividi per 1000 per i kPa).
  3. Per una forza, moltiplica la differenza di pressione per l'area: F = Δp·A. Scrivi la tua previsione e premi Immergiti.
  4. Guarda il manometro e il grafico: i segni arancioni mostrano la tua previsione accanto alla pressione vera.

Perché la pressione cresce con la profondità?

A ogni profondità, l'acqua deve sostenere il peso di tutta l'acqua che sta sopra. Una colonna d'acqua profonda h su 1 m² ha una massa di ρ·h kg e un peso di ρ·g·h N, quindi l'acqua aggiunge una pressione ρ·g·h. In mare sono circa 10 kPa ogni metro, all'incirca un'atmosfera in più ogni 10 m. Sopra c'è l'aria, p₀ ≈ 101 kPa, quindi la pressione totale è p = p₀ + ρ·g·h. La pressione dipende solo dalla profondità e dal liquido, non dalla forma o dalla quantità d'acqua: un lago e un oceano premono allo stesso modo a 10 m se la loro acqua ha la stessa densità. L'acqua dolce è meno densa dell'acqua di mare, quindi la sua pressione cresce un po' più lentamente. La pressione spinge su ogni superficie, perpendicolarmente, e la forza è pressione per area. Ecco perché gli oblò di un sottomarino devono essere spessi, e perché una diga è più spessa alla base, dove l'acqua preme di più.

Un modello di apprendimento mirato

L'acqua è ferma e incomprimibile, quindi la sua densità è la stessa a ogni profondità, e g = 9,8 m/s². L'aria preme p₀ = 101 kPa sulla superficie. Il sottomarino o il sub scende in modo uniforme per 2 s dalla profondità di partenza a quella obiettivo; se la pressione raggiunge prima il limite dello scafo, l'allarme ferma l'immersione esattamente a quella profondità (entro lo 0,05% dal limite conta ancora come sicura). All'interno del sottomarino l'aria resta a 101 kPa, quindi un oblò risente solo di ρ·g·h. Una profondità d'immersione è giusta se è sicura con al massimo il 2% di margine; ogni altra previsione entro il 2%. Si svolge in tempo reale.

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