Question

В воду погружён стеклянный кубик с ребром 10 см. Нижняя его грань находится на глубине 30 см. Рассчитайте силу давления действующую на: а) на верхнюю грань кубика, б) на нижнюю грань кубика, в) на правую грань кубика, с) на левую грань кубика, е) что можно сказать о силе давления, которые действую на переднею и заднюю грани кубика? Найдите равнодействующую этих сил.

Answer 1

1) в воде давление передаётся без изменения по всем направлениям ; а) p= p*g*h=(30 см - 10 см)/100*10*1000=2000 Па б)p=p*g*h=1000*0.3*10=3000 Па в и г) давления равны, можно сосчитать p среднее p=p*g*h=1000*10*0.25=2500 Па

Answer 2

Расчет силы давления на различные грани кубика, погруженного в воду

Для расчета силы давления, действующей на различные грани кубика, погруженного в воду, мы можем использовать принцип Архимеда. Согласно этому принципу, на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной жидкости.

Для начала, давайте рассчитаем объем вытесненной жидкости. Объем вытесненной жидкости равен объему погруженной части кубика. Поскольку нижняя грань кубика находится на глубине 30 см, а ребро кубика равно 10 см, то высота погруженной части кубика составляет 10 см - 30 см = -20 см. Отрицательное значение означает, что нижняя грань кубика находится ниже уровня воды.

Теперь, используя формулу для объема куба, мы можем рассчитать объем вытесненной жидкости: V = a^3, где a - длина ребра куба.

Таким образом, объем вытесненной жидкости равен (-20 см)^3 = -8000 см^3.

Теперь, чтобы рассчитать силу давления, действующую на каждую грань кубика, мы можем использовать формулу: P = F/A, где P - сила давления, F - сила, действующая на грань, A - площадь грани.

Расчет силы давления на верхнюю грань кубика

Поскольку верхняя грань кубика полностью находится в воздухе, сила давления на эту грань будет равна нулю.

Расчет силы давления на нижнюю грань кубика

Сила давления на нижнюю грань кубика будет равна весу вытесненной жидкости. Для расчета этой силы, мы можем использовать формулу: F = m * g, где m - масса вытесненной жидкости, g - ускорение свободного падения.

Масса вытесненной жидкости можно рассчитать, зная ее плотность и объем: m = p * V, где p - плотность жидкости.

Учитывая, что плотность воды приблизительно равна 1000 кг/м^3, а объем вытесненной жидкости равен -8000 см^3 (переведем его в м^3), мы можем рассчитать массу вытесненной жидкости: m = 1000 кг/м^3 * (-8000 см^3 / 1000000) м^3 = -8 кг.

Теперь, используя ускорение свободного падения g = 9.8 м/с^2, мы можем рассчитать силу давления на нижнюю грань кубика: F = -8 кг * 9.8 м/с^2 = -78.4 Н.

Расчет силы давления на правую и левую грани кубика

Поскольку правая и левая грани кубика полностью окружены водой, сила давления на эти грани будет равна весу вытесненной жидкости. Мы можем использовать ту же формулу, что и для нижней грани, чтобы рассчитать эту силу.

Таким образом, сила давления на правую и левую грани кубика также будет равна -78.4 Н.

Силы давления на переднюю и заднюю грани кубика

Поскольку передняя и задняя грани кубика не погружены в воду, на них не действует сила давления. Это связано с тем, что передняя и задняя грани кубика находятся в контакте с воздухом, а не с водой.

Равнодействующая сил давления

Равнодействующая сил давления - это векторная сумма всех сил давления, действующих на грани кубика. В данном случае, поскольку силы давления на верхнюю, нижнюю, правую и левую грани кубика равны по модулю и направлены вниз, равнодействующая сила давления будет равна нулю.

Итак, сила давления на верхнюю, нижнюю, правую и левую грани кубика равна -78.4 Н, сила давления на переднюю и заднюю грани равна нулю, а равнодействующая сила давления равна нулю.