Potápění je nejen skutečným sportem, ale také zábavnou aktivitou, která vám umožní být v těsné blízkosti podmořského světa. Potápěč by měl být schopen posoudit své schopnosti a znát čas potřebný k dosažení určité hloubky.
Vezměme si například situaci, kdy potápěč skočí z 20 m vysoké skály a chce se ponořit do hloubky 10 m. k realizaci takového plánu bude potřebovat odpovídající dovednosti a znalosti fyziky.
Prvním důležitým faktorem je doba volného pádu potřebná k překonání výšky. V každé fázi poklesu se rychlost zvýší a čas bude trávit stále méně. Nesmíme však zapomenout na sílu odporu vzduchu, která zpomalí pohyb potápěče.
Dále bude potápění do určité hloubky také trvat určitou dobu, která závisí na mnoha faktorech, včetně fyziologických vlastností potápěče, vybavení a techniky ponoru a podmínek prostředí. Při získávání hloubky musí potápěč zvážit změnu tlaku, objemu plic a možná rizika.
Jak dlouho trvá, než potápěč skočí z 20 metrů vysoké skály a ponoří se do hloubky 10 metrů?
K vyřešení tohoto úkolu je třeba vzít v úvahu, že potápěč je vystaven působení gravitace při pádu ze skály a odporu vody při ponoru.
Nejprve zvažte pád potápěče ze skály. K určení času pádu používáme rovnici volného pádu:
- h = (1/2) * g * t^2
- kde h je výška pádu, g je zrychlení volného pádu (přibližně 9,8 m/s^2), T Je čas pádu.
Když použijeme známé hodnoty, získáme:
- 20 = (1/2) * 9.8 * t^2
- 40 = 9.8 * t^2
- t^2 = 40 / 9.8
- t-2.02 sekundy
Potápěči tak trvá pád z dvacetimetrové skály zhruba 2,02 sekundy.
Přejděme k ponoření potápěče do hloubky. Pro určení doby ponoření používáme vzorec:
- d = (1/2) * ρ * V * S
- kde d je hloubka ponoru, P je hustota vody (přibližně 1 000 kg/m^3), V je objem části těla ponořené do vody, S je oblast průřezu ponořené části těla.
Vzhledem k tomu, že hustota člověka je přibližně stejná jako hustota vody, pak V = (2/3) * Vtela, kde Vtela je objem celého těla potápěče.
Nalezení času ponoření se omezuje na nalezení objemu těla a oblasti průřezu. Pro zjednodušení zvažte potápěče, který má tvar obdélníkového rovnoběžníku, s hluboce ponořenou hlavou. V tomto případě se plocha průřezu přibližně rovná ploše hlavy potápěče.
Vezmeme-li v úvahu, že objem obdélníkového rovnoběžníku je Vtela = p * L * W * H, kde P je hustota těla potápěče (přibližně 1000 Kg / m^3), L-Délka, w-šířka, H-výška hlavy, dostaneme:
- d = (1/2) * ρ * (2/3) * ρ * L * W * H * S
- kde d - hloubka ponoru, P-hustota vody, L-délka hlavy, W-šířka hlavy, H-výška hlavy, S - plocha průřezu hlavy.
V tomto vzorci dosadíme známé hodnoty a získáme:
- 10 = (1/2) * 1000 * (2/3) * 1000 * 1000 * 1000 * S
- 1/2 = 10 * S
- S ≈ 1/20 ≈ 0.05 m^2
Plocha průřezu hlavy potápěče je tedy přibližně 0,05 m^2.
Na základě toho potápěči trvá asi 2,02 sekundy, než skočí z 20 metrů vysoké skály a ponoří se do hloubky 10 metrů.
Výpočet doby skoku a ponoření
Nejprve je třeba vzít v úvahu čas, který trvá k překonání výšky skály, ze které bude skok proveden. V tomto případě je výška skály 20 metrů. Pomocí zákona volného pádu lze vypočítat dobu pádu z výšky:
kde T Je čas pádu, h je výška skály, g je zrychlení volného pádu (asi 9,8 m/s2).
Když vložíme hodnoty do vzorce, dostaneme:
t = sqrt(2 * 20 / 9,8 2,03 sekundy.
Potápěč tak bude potřebovat asi 2,03 sekundy, aby skočil ze skály a dostal se na vodní hladinu.
Za druhé, je třeba vzít v úvahu čas, který trvá, než se ponoříte do určité hloubky. V tomto případě je hloubka 10 metrů. Pro výpočet doby ponoru lze použít následující vzorec:
kde t je doba ponoru, D je hloubka a je zrychlení ponoru (přibližně 1 m/s2).
Vložíme hodnoty do vzorce:
t = sqrt(2 * 10 / 1) = sqrt(20) ≈ 4,47 sekundy.
Potápěči by tedy trvalo přibližně 4,47 sekundy, než by se ponořili do hloubky 10 metrů.
Výsledný čas skoku a ponoru se bude rovnat součtu časů: 2,03 sekundy + 4,47 sekundy = 6,5 sekundy. Potápěč by tedy měl naplánovat své činy a vynaložit potřebné úsilí k úspěšnému skoku a ponoření během této doby.
Může se vám také líbit
Jak vyrobit rám skříně vlastníma rukama
Výroba vlastního rámu skříně je skvělý způsob, jak ušetřit peníze a vytvořit jedinečný úložný prostor. Kostra je.
Jak vytvořit hru pro děti v telefonu
Dnes děti aktivně používají chytré telefony a tablety a rodiče ne vždy vědí, jak správně omezit čas strávený dítětem před obrazovkou.
Jak vyrobit prak z lepenky vlastníma rukama
Prak je jednoduchá a návyková zbraň, která existuje již několik tisíc let. A i když je považována za dětskou hračku, prak může být.
Dny v roce 2012: kolik?
Rok 2012 byl přestupným rokem a jistě se ptáte: kolik dní bylo letos? Pojďme najít odpovědi jednou za čas!Za prvé, vy.
- Zpětná vazba
- Uživatelská smlouva
- Zásady ochrany osobních údajů