Question

Ширина шлюза 10 м. шлюз заполнен водой на глубину 5 м. с какой силой давит вода на ворота шлюза?

Answer 1

Ответ:

Fcp=1.25 МН

Объяснение:

L=10 м    h=5 м    po=10^3 кг/м³   Fcp=?

===

Сила действующая на шлюз увеличивается с глубиной от 0 до максимума, поэтому рассчитываем среднюю силу давления.

Fcp=pcp*S

S=L*h

pcp=po*g*h/2

Fcp=po*g*h²*L/2=10^3*10*5²*10/2=1.25*10^6 H   (1.25 МН)

===============================================

Answer 2

Для определения силы, с которой вода давит на ворота шлюза, мы можем использовать принцип Архимеда. Сила Архимеда, действующая на тело, погруженное в жидкость, равна весу вытесненной этой жидкостью массы.

В данном случае, вытесненная водой масса равна объему воды, находящейся в шлюзе, умноженному на плотность воды. Плотность воды примерно равна 1000 кг/м³.

Объем воды, находящейся в шлюзе, можно рассчитать как площадь поперечного сечения шлюза, умноженную на глубину воды.

Площадь поперечного сечения шлюза равна ширине шлюза умноженной на высоту воды. В данном случае, ширина шлюза равна 10 м, а высота воды составляет 5 м.

Таким образом, площадь поперечного сечения шлюза равна 10 м * 5 м = 50 м².

Теперь мы можем рассчитать массу воды, находящейся в шлюзе: масса = объем * плотность = (50 м² * 5 м) * 1000 кг/м³ = 250000 кг.

Сила, с которой вода давит на ворота шлюза, равна весу этой массы, умноженному на ускорение свободного падения (около 9,8 м/с² на поверхности Земли).

Сила = масса * ускорение = 250000 кг * 9,8 м/с² ≈ 2 450 000 Н (ньютон).

Таким образом, вода давит на ворота шлюза силой примерно 2 450 000 Н (ньютон).