Для глубоководных исследований к был сконструирован аппарат в форме шара − батисфера. В 1934 г. американцы У. Биби и О. Бартон опустились в океан на глубину 923 м. Какое давление при этом испытывала батисфера?

Чтобы решить задачу о давлении, которое испытывала батисфера на глубине, необходимо рассмотреть физические основы гидростатического давления. Раскрываем теоретическую часть:

1. Гидростатическое давление.
   Гидростатическое давление — это давление, которое возникает в жидкости вследствие ее собственного веса. На любой уровень в жидкости действует вес вышележащего столба жидкости. Его величина зависит от глубины, плотности жидкости и ускорения свободного падения.

2. Формула гидростатического давления.
   Основная формула для расчета гидростатического давления выглядит следующим образом:
   $$ P = \rho \cdot g \cdot h $$
   где:

3. $P$ — гидростатическое давление (Па, паскали),

4. $\rho$ — плотность жидкости (кг/м³),

5. $g$ — ускорение свободного падения ($9,8$ м/с²),

6. $h$ — глубина погружения (м).

7. Суммарное давление.
   Важно помнить, что давление на батисферу на глубине будет складываться из двух составляющих:

8. Гидростатическое давление воды, вызванное весом столба жидкости над батисферой.

9. Атмосферное давление, которое действует на поверхность воды и передается внутрь жидкости.
   Итоговое давление на батисферу можно записать как:
   $$ P_{\text{общ}} = P_{\text{гидро}} + P_{\text{атм}} $$
   где $P_{\text{атм}}$ — атмосферное давление на уровне поверхности воды. В стандартных условиях оно равно $101325$ Па (1 атм).

10. Плотность воды.
    Для расчетов обычно принимается средняя плотность воды:

11. Пресная вода: $\rho \approx 1000 \, \text{кг/м}^3$,

12. Морская вода: $\rho \approx 1025 \, \text{кг/м}^3$.
    Так как батисфера была опущена в океан, следует использовать плотность морской воды ($1025 \, \text{кг/м}^3$).

13. Глубина погружения.
    Глубина, на которую опустилась батисфера, составляет $h = 923 \, \text{м}$.

14. Принцип действия давления.
    Давление действует одинаково во всех направлениях, согласно принципу Паскаля. Это означает, что на поверхность батисферы давление распространяется равномерно — оно не зависит от формы объекта, а определяется только глубиной погружения, плотностью жидкости и атмосферным давлением.

15. Огромные значения давления на больших глубинах.
    На больших глубинах давление может быть очень высоким. Именно поэтому батисфера строится в форме шара, так как эта форма минимизирует механическое напряжение на корпус.

Таким образом, для решения задачи необходимо:
− Использовать формулу гидростатического давления $P = \rho \cdot g \cdot h$,
− Учитывать атмосферное давление $P_{\text{атм}} = 101325 \, \text{Па}$,
− Подставить величины плотности, ускорения свободного падения и глубины.