Question

З якою силою вода тисне на ворота шлюзу, ширина яких 15 м? Рівень води у камері шлюзу становить 10 м. Врахуйте,що тиск води з глибиною збільшується, тому тиск води на ворота слід взяти середній!

Answer 1

Щоб вирішити цю задачу, потрібно врахувати тиск води на ворота шлюзу, який залежить від глибини води, а також величину площі воріт.За законом Паскаля тиск на будь-яку поверхню, яку діє рідина, залежить від її глибини. Тобто, тиск на ворота шлюзу залежить від глибини води в камері шлюзу.Середній тиск води на ворота шлюзу можна знайти, застосувавши формулу:P = pgh,де P - тиск води на воротах шлюзу, p - густина води, g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,8 м / с²), h - глибина води в камері шлюзу.У цьому випадку, ми можемо прийняти середню глибину води на рівні 5 м (половина від 10 м), тому:P = (1000 кг/м³) * (9,8 м/с²) * (5 м) = 49 000 Па.Щоб знайти силу, з якою вода тисне на ворота шлюзу, ми маємо помножити цей тиск на площу поверхні воріт:F = P * S,де F - сила, з якою вода тисне на ворота, S - площа воріт.У цьому випадку, площа поверхні воріт:S = 15 м * (10 м + 10 м) = 300 м².Отже, сила, з якою вода тисне на ворота шлюзу, дорівнює:F = 49 000 Па * 300 м² = 14 700 000 Н (або 14,7 МН).Тому вода тисне на ворота шлюзу з силою 14,7 МН.

Answer 2

Для визначення сили, з якою вода тисне на ворота шлюзу, можемо скористатись формулою для гідростатичного тиску:

P = ρgh,

де P - тиск, ρ - густина речовини (у даному випадку, води), g - прискорення вільного падіння (приблизно 9.8 м/с² на поверхні Землі), h - глибина рівня води.

Так як нам потрібно визначити середній тиск на воротах, то розглянемо середню глибину води, яка дорівнює половині рівня води в камері шлюзу. За вказаними умовами, середня глибина води буде рівна 10/2 = 5 м.

Підставляючи відповідні значення у формулу, отримуємо:

P = ρgh = (1000 кг/м³) * (9.8 м/с²) * (5 м) = 49 000 Па.

Отже, сила, з якою вода тисне на ворота шлюзу шириною 15 м, становить 49 000 Па (або 49 кН).