Что нужно знать любителям подводного плавания

Воды Мирового океана Земли скрывают в своих глубинах удивительный и прекрасный мир, который притягивает к себе обилием и многообразием животных и растений. Люди с древних времен мечтали погрузиться в морские глубины и узнать тайны, которые они хранят. Помимо флоры и фауны, поражающих своими необыкновенными цветами и формами, под водой можно найти и различные исторические артефакты. Сначала человек опускался под воду без всякой амуниции, просто задержав дыхание, но желание оказаться все глубже и глубже привело к созданию различного рода специального снаряжения. Однако, даже, если использовать акваланг и гидрокостюм, любителя подводного плавания подстерегает ряд опасностей. Давайте попробуем разобраться, что нужно знать, чтобы подводное плавание было не только увлекательным, но вместе с тем безопасным.

При погружении под воду на человека действуют две силы: сила тяжести  и выталкивающая сила Архимеда , которые вычисляются по формулам:

, ,

где  – масса человека,  – ускорение свободного падения,  – плотность воды,  – объем человека. Поэтому для того чтобы плавание было комфортным, они должны быть равны по модулю, то есть средняя плотность человека , погрузившегося со снаряжением или без него, должна быть примерно равна плотности воды:

Кроме того, при нахождении под водой на человека действует избыточное давление со стороны воды вследствие притяжения ее к Земле. Величина такого гидростатического давления прямо пропорциональна глубине  и вычисляется по формуле:

Таким образом, подставив значения плотности воды и ускорения свободного падения, получим, что через каждые 9,8 м погружения давление, действующее на человека, будет увеличиваться на 1 атм! Каждый человеческий организм индивидуален и по-разному реагирует на избыточное давление. Для одних и 2 атм могут быть опасны, а для других и 10 атм – вполне переносимое избыточное давление. Рекорд погружения без специального снаряжения был установлен в 2002 году и составляет 162 м. Сумма гидростатического давления воды на этой глубине и атмосферного давления равно примерно 16,5 атм. Это очень опасное давление: многие попытки побить этот рекорд закончились трагически. Тем не менее, аквалангист с гелий-кислородной смесью может погрузиться на глубину 250-330 м. Поэтому, собираясь погружаться на большую глубину, необходимо учитывать и особенности своего организма, и опасность высокого избыточного давления для человека.

Для того чтобы погрузиться гораздо глубже, на глубину, скажем, в несколько километров, требуется специальный подводный аппарат – батискаф, который имеет достаточно легкий корпус и, что самое главное, выдерживает большое давление со стороны воды. В батискафе можно исследовать самые большие глубины Мирового океана. Так в 1960 году Жак Пикар в батискафе "Триест" погрузился на дно Марианской впадины, где расположена самая глубокая точка Мирового океана – «Бездна Челленджера», глубина которой составляет 10 994 ± 40 м ниже уровня моря. Это абсолютный рекорд погружения.

Существует еще одна очень серьезная опасность – декомпрессионная или кессонная болезнь, которую называют еще болезнью водолазов. Это заболевание возникает при быстром понижении давления вдыхаемого воздуха и может привести к параличу или к более худшим последствиям. Находясь на некоторой глубине, человек должен вдыхать дыхательную смесь с давлением не меньше, чем внешнее давление, действующее на него со стороны воды. Согласно формуле на глубине 25 м внешнее давление с учетом атмосферного равно примерно 3,5 атм, а на глубине 5 м – 1,5 атм. Разница этих давлений довольно существенная. Поэтому, чтобы подводное плавание было безопасным, необходимо подниматься с глубины очень медленно – это единственная гарантия не заболеть кессонной болезнью, а получить массу положительных эмоций, изучая тайны и красоту подводного мира.

Предлагаем Вам по предложенному методу решить задачу.

Рассчитайте, какое давление должен выдерживать батискаф, погрузившийся на дно Марианской впадины, чтобы погружение было безопасным для человека, находящегося в нем.

Автор: Матвеев К.В., методист ГМЦ ДО г. Москвы