Question

Вода полностью заполняет тонкостенный сосуд, имеющий форму полусферы радиуса R = 6R=6 см (см. рис.). Найдите силу давления воздуха на сосуд F_1F 1 ​ . Ответ дайте в ньютонах. Атмосферное давление p_0 = 10^5p 0 ​ =10 5 Па. Ускорение свободного падения g = 10g=10 Н/кг. Плотность воды 10001000 кг/м^3 3 . При решении считайте, что π=3,14 Пусть F_2 ​ — сила давления воды на сосуд. Выберите правильное утверждение ​ Найдите, на сколько отличаются силы F1 и F2 В ответе приведите неотрицательное число. Ответ дайте в ньютонах, округлив до десятых.

Answer 1

Ответ:

1130.4

F1​<F2​

4.5

Объяснение:

Найдите силу давления воздуха на сосуд F1​...

Здесь мы говорим про силу атмосферного давления на площадь поверхности S. Речь идет о площади, описываемой радиусом R. Далее давление равномерно распределяется на стенки сосуда, но это уже не важно.

Далее, пусть F2​ — сила давления воды на сосуд. Выберите правильное утверждение...

Здесь следует понимать, что давление воды на стенки так же учитывает еще и атмосферное давление. То есть мы складываем силу атмосферного давления на площадь S, а так же силу тяжести данного объема воды. Конечно же во втором случае давление будет больше и

F1​<F2​

И наконец на сколько отличаются силы F1​ и F2...

Конечно же разницей будет сила тяжести воды, ведь именно благодаря воде во втором случае сила давления выше​.

Answer 2

Для расчета силы давления воздуха на сосуд (F₁) и силы давления воды на сосуд (F₂), воспользуемся формулой для давления:

Давление (P) = ρ * g * h,

где: ρ - плотность среды (кг/м³), g - ускорение свободного падения (м/с²), h - высота столба среды над точкой, на которую действует давление (м).

Для воздуха: Плотность воздуха на уровне земли обычно принимается как 1,2 кг/м³ (это значение может немного изменяться в зависимости от условий).

Для воды: Плотность воды равна 1000 кг/м³.

Так как давление обусловлено только высотой столба среды, то давление воды и воздуха на одном уровне будет одинаковым.

Расчет для воздуха (F₁): Давление воздуха (P₁) на уровне F₁ будет равно атмосферному давлению (p₀):

P₁ = p₀ = 10^5 Па.

Расчет для воды (F₂): Высота столба воды над уровнем F₂ равна радиусу полусферы (R):

h = R = 6 см = 0,06 м.

Теперь можем рассчитать силу давления воды на сосуд:

P₂ = ρ * g * h = 1000 кг/м³ * 10 м/с² * 0,06 м ≈ 60 Па.

Таким образом, сила давления воды на сосуд (F₂) составляет:

F₂ = P₂ * S,

где S - площадь основания сосуда, который является кругом с радиусом R.

S = π * R² = 3,14 * (0,06 м)² ≈ 0,0113 м².

F₂ = 60 Па * 0,0113 м² ≈ 0,678 Н.

Теперь можем найти разницу между F₁ и F₂:

ΔF = |F₁ - F₂| = |p₀ * S - P₂ * S| = |(10^5 Па) * 0,0113 м² - 60 Па * 0,0113 м²| ≈ |11300 Н - 678 Н| ≈ 10622 Н.

Таким образом, силы F₁ и F₂ отличаются примерно на 10622 Н.