Question

Сосуд имеет форму, зображённую на рисунке, и накрыт сверху подвижным поршнем. Между поршнем и водой в сосуде воздуха нет. Поршень действует на воду с силой F-150 H. Площадь поршня - 120 см, а площадь дна сосуда в два раза меньше. Высота столба жидкости в сосуде - 35 см, плотность воды 1000 кг/м3. Ускорение свободного падения 10 Н/кг. Атмосферное давление при решени задачи учитывать не нужно 1) Чему равна площадь дна, выраженная в системе CH? 2) Какое давление создаёт столб жидкости на дно сосуда (без учёта поршня)? 3) Чему равна полная сила давления на дно сосуда? Ответы на вопросы обоснуйте соответствующими рассуждениям ин решением задачи.

Answer 1

Ответ:p1=F1/S1=100/0,02=5000 Па

F2=p1*S2=5000*0,01=50 H

Объем столба воды

Vст=S2*h=0,01*0,5=0,005 м^3

Масса столба

m=V*(1тонна/м^3) =0,005*1000=5 кг

Сила тяжести столба

Fст=mg=5*10=50 H

F=F2+Fст=50+50=100 Н

Объяснение:s=4.5дм^2=0.045 м^2

h=25cм=0,25м

g=10м/с^2

ρ=730кг/м^3

сила давления вычисляется по формуле:

f=p*s

p=ρ*g*h оотсюда f=ρ*g*h*s=730*10*0.25*0.045=82.125h

ответ: 82.125h

Answer 2

Дано:

F1 = 150 H

S1 = 120 см² = 0,012 м²

h = 35 см = 0,35 м

р = 1000 кг/м³

g = 10 H/кг

Решение:

1) Ну раз по условию площадь дна в два раза меньше площади поршня, то:

S2 = S1/2 = 0,012/2 = 0,006 м³ = 60 см²

2) Давление на дно будет создавать только столб жидкости, значит силой, оказывающей это давление, будет вес жидкостного столба:

P = mg

Давление - это отношение силы к площади поверхности:

p = F/S

Тогда:

p = F/S = mg/S = p*V*g/S = p*S*h*g/S = p*h*g

p = р*g*h = 1000*10*0,35 = 3500 Па = 3,5 кПа

Давление жидкости не зависит от объёма или площади самой жидкости - оно зависит только от высоты жидкостного столба.

3) Полная сила давления будет складываться из веса жидкости и силы, с которой давит поршень:

F = P + F1

p = (P + F1)/S2 = P/S2 + F1/S2 =p*g*h + F1/S2, тогда если

p = F/S, то F = p*S, значит:

F = P + F1 = (p*g*h + F1/S2)*S2 = p*g*h*S2 + F1 = 1000*10*0,35*0,006 + 150 = 3500*0,006 + 150 = 21 + 150 = 171 Н

Answer 3

Давайте рассмотрим каждый вопрос по очереди.

1. Чему равна площадь дна, выраженная в системе CH? Площадь поршня (S1) равна 120 см^2, а площадь дна сосуда (S2) в два раза меньше. Таким образом, S2 = S1 / 2.

Для перевода площади из сантиметров в метры используем следующее соотношение: 1 м^2 = 10,000 см^2. Таким образом, чтобы выразить площадь дна в системе СИ (квадратных метрах), нам нужно разделить S2 на 10,000.

S2 (в метрах квадратных) = S2 (в см^2) / 10,000 = (S1 / 2) / 10,000 = S1 / 20,000.

2. Какое давление создаёт столб жидкости на дно сосуда (без учёта поршня)? Давление в жидкости в данном случае можно вычислить, используя формулу гидростатического давления: P = ρ * g * h,

где P - давление, ρ - плотность жидкости, g - ускорение свободного падения, h - высота столба жидкости.

Мы знаем, что плотность воды (ρ) составляет 1000 кг/м^3, ускорение свободного падения (g) равно 10 Н/кг, а высота столба жидкости (h) составляет 35 см = 0,35 м.

Подставим эти значения в формулу: P = 1000 кг/м^3 * 10 Н/кг * 0,35 м = 3500 Н/м^2.

Таким образом, давление, создаваемое столбом жидкости на дно сосуда без учёта поршня, составляет 3500 Па или 3500 Н/м^2.

3. Чему равна полная сила давления на дно сосуда? Для вычисления полной силы давления на дно сосуда, мы можем использовать следующую формулу: F = P * S,

где F - сила давления, P - давление, S - площадь дна сосуда.

Из предыдущего ответа мы знаем, что давление (P) составляет 3500 Па, а площадь дна сосуда (S2) в системе СИ равна S1 / 20,000.

Теперь подставим значения и рассчитаем силу давления: F = 3500 Па * (S1 / 20,000).

Теперь мы можем подставить значение S1 (площадь поршня) из условия задачи, которая была дана в см^2: F = 3500 Па * (120 см^2 / 20,000) = 3500 Па * 0,006 м^2 = 21 Н.

Ответ: Полная сила давления на дно сосуда составляет 21 Н.