ГДЗ по физике, 7 класс, Белага, номер 31.1: Расчёт давления жидкости на дно и стенки сосуда

Взрыв — это процесс быстрого высвобождения огромной энергии в очень малом объёме за короткое время. В результате этого процесса образуется область с крайне высоким давлением и температурой. Газы и продукты реакции резко расширяются, создавая ударную волну.

Поскольку вода практически несжимаема, эта энергия не рассеивается мгновенно, а передаётся воде в виде мощных колебаний давления. Эти колебания распространяются от центра взрыва во все стороны со скоростью звука в воде (около 1500 м/с).

Ударная волна представляет собой резкий скачок давления. По мере удаления от эпицентра амплитуда давления уменьшается, но сама волна сохраняет свою энергию на больших расстояниях благодаря высокой плотности воды.

Давление в жидкости передается по закону Паскаля: изменение давления в любой точке замкнутой жидкости передается всей массе жидкости без изменения. Однако при взрыве речь идет о динамическом процессе, где возникают кратковременные, но очень сильные импульсы давления.

где Δp_max — максимальное избыточное давление в фронте волны, а p_atm — атмосферное давление.

Живые организмы состоят преимущественно из воды и мягких тканей. Ударная волна проходит через тело рыбы или другого существа почти беспрепятственно, так как акустическое сопротивление тканей близко к сопротивлению воды.

Однако внутри организма есть полости, заполненные газом (например, плавательный пузырь у рыб). Газ имеет значительно меньшую плотность и упругость, чем жидкость. Когда фронт ударной волны достигает такой полости, происходит резкое сжатие газа, а затем его быстрое расширение. Это приводит к разрыву стенок органов, внутренним кровотечениям и повреждению нервных окончаний.

Также сильное давление может вызвать коллапс (схлопывание) внутренних органов и разрушение скелета крупных животных, если они находятся достаточно близко к эпицентру.