Cum se joacă Scufundare adâncă
- Alege o scufundare și citește adâncimea sau limita cocii și densitatea apei de pe fișă.
- Presiunea crește uniform cu adâncimea: p = p₀ + ρ·g·h, cu ρ·g·h în Pa (împarte la 1000 pentru kPa).
- Pentru o forță, înmulțește diferența de presiune cu aria: F = Δp·A. Scrie predicția ta și apasă Scufundă-te.
- Privește manometrul și graficul: semnele portocalii arată predicția ta lângă presiunea adevărată.
De ce crește presiunea cu adâncimea?
La fiecare adâncime, apa trebuie să susțină greutatea întregii ape de deasupra. O coloană de apă cu adâncimea h pe 1 m² are masa de ρ·h kg și greutatea de ρ·g·h N, deci apa adaugă o presiune ρ·g·h. În mare asta înseamnă aproximativ 10 kPa pe metru, cam o atmosferă în plus la fiecare 10 m. Deasupra este aerul, p₀ ≈ 101 kPa, deci presiunea totală este p = p₀ + ρ·g·h. Presiunea depinde doar de adâncime și de lichid, nu de forma sau cantitatea de apă: un lac și un ocean apasă la fel la 10 m dacă apa lor are aceeași densitate. Apa dulce este mai puțin densă decât apa de mare, deci presiunea ei crește puțin mai încet. Presiunea împinge pe orice suprafață, perpendicular, iar forța este presiunea înmulțită cu aria. De aceea hublourile unui submarin trebuie să fie groase și de aceea un baraj este mai gros la bază, unde apa apasă cel mai tare.
Un model de învățare țintit
Apa este nemișcată și incompresibilă, deci densitatea ei este aceeași la orice adâncime, iar g = 9,8 m/s². Aerul apasă cu p₀ = 101 kPa pe suprafață. Submarinul sau scafandrul coboară uniform timp de 2 s de la adâncimea de pornire la cea țintă; dacă presiunea atinge mai întâi limita cocii, alarma oprește scufundarea exact la acea adâncime (în limita a 0,05% de limită contează încă drept sigură). În interiorul submarinului aerul rămâne la 101 kPa, deci un hublou simte doar ρ·g·h. O adâncime de scufundare este corectă dacă e sigură cu cel mult 2% rezervă; orice altă predicție în limita a 2%. Se desfășoară în timp real.