Chúng ta bắt đầu với phần a) nhé.

a, Tàu đã nổi lên hay lặn xuống? Vì sao khẳng định như vậy?

Để trả lời câu hỏi này, chúng ta cần nhớ lại kiến thức về áp suất chất lỏng đã học. Áp suất chất lỏng tăng dần theo độ sâu. Điều này có nghĩa là:
– Khi tàu lặn xuống sâu hơn, áp suất tác dụng lên vỏ tàu sẽ lớn hơn.
– Khi tàu nổi lên cao hơn, áp suất tác dụng lên vỏ tàu sẽ nhỏ hơn.

Bây giờ, chúng ta hãy xem xét dữ liệu đề bài cho:
– Áp suất ban đầu: 2,02.10^6 N/m^2
– Áp suất sau đó: 0,86.10^6 N/m^2

Ta thấy rằng, áp suất sau đó (0,86.10^6 N/m^2) nhỏ hơn áp suất ban đầu (2,02.10^6 N/m^2).

Kết luận: Tàu ngầm đã nổi lên.

Giải thích: Vì áp suất chất lỏng tăng dần theo độ sâu, khi áp suất giảm đi, điều đó chứng tỏ tàu ngầm đã di chuyển lên phía trên, tức là nổi lên mặt nước.

Tiếp theo, chúng ta sẽ sang phần b) để tính độ sâu của tàu ở hai thời điểm.

b, Tính độ sâu của tàu ngầm ở hai thời điểm trên.

Chúng ta có công thức tính áp suất chất lỏng là:
\[ p = d.h \]
Trong đó:
– \(p\) là áp suất tác dụng lên chất lỏng (đơn vị N/m^2).
– \(d\) là trọng lượng riêng của chất lỏng (đơn vị N/m^3).
– \(h\) là độ sâu của chất lỏng (đơn vị m).

Từ công thức này, chúng ta có thể suy ra công thức tính độ sâu \(h\) như sau:
\[ h = \frac{p}{d} \]

Đề bài cho biết:
– Trọng lượng riêng của nước biển: \(d = 10300\) N/m^3.

Bây giờ, chúng ta sẽ tính độ sâu ở thời điểm thứ nhất.
Thời điểm thứ nhất, áp suất là \(p_1 = 2,02.10^6\) N/m^2.

Áp dụng công thức tính độ sâu:
\[ h_1 = \frac{p_1}{d} \]
\[ h_1 = \frac{2,02.10^6}{10300} \]

Ta thực hiện phép chia:
\[ h_1 = \frac{2020000}{10300} \]
\[ h_1 \approx 196,12 \text{ m} \]

Vậy, độ sâu của tàu ngầm ở thời điểm thứ nhất là khoảng 196,12 mét.

Tiếp theo, chúng ta tính độ sâu ở thời điểm thứ hai.
Thời điểm thứ hai, áp suất là \(p_2 = 0,86.10^6\) N/m^2.

Áp dụng công thức tính độ sâu:
\[ h_2 = \frac{p_2}{d} \]
\[ h_2 = \frac{0,86.10^6}{10300} \]

Ta thực hiện phép chia:
\[ h_2 = \frac{860000}{10300} \]
\[ h_2 \approx 83,50 \text{ m} \]

Vậy, độ sâu của tàu ngầm ở thời điểm thứ hai là khoảng 83,50 mét.

Tóm lại:
– Độ sâu của tàu ngầm ở thời điểm thứ nhất là khoảng 196,12 m.
– Độ sâu của tàu ngầm ở thời điểm thứ hai là khoảng 83,50 m.

Các em thấy đấy, khi áp suất giảm thì độ sâu cũng giảm theo, điều này hoàn toàn phù hợp với kết luận của phần a).

Chúc các em học tốt!