Яка сила прикладається водою до пробки в бічній стінці цистерни на глибині 1,2 метра, якщо площа пробки становить
Яка сила прикладається водою до пробки в бічній стінці цистерни на глибині 1,2 метра, якщо площа пробки становить 10 квадратних сантиметрів?
Ser 60
Для решения данной задачи нам понадобятся знания о законе Архимеда и формуле давления жидкости.Закон Архимеда утверждает, что тело, погруженное в жидкость, испытывает со стороны этой жидкости восходящую силу, равную весу вытесненной жидкости.
Давление жидкости можно выразить как отношение силы, действующей на площадку, к площади этой площадки:
\[P = \frac{F}{S}\]
Где:
\(P\) - давление,
\(F\) - сила,
\(S\) - площадь площадки.
У нас есть глубина, на которой находится пробка воды, равная 1,2 метра, и площадь пробки, равная 10 квадратных сантиметров. Нам нужно найти силу, которую вода прикладывает к пробке.
Шаг 1: Найдем давление воды на глубине 1,2 метра.
Мы знаем, что плотность воды равна 1000 кг/м^3, а ускорение свободного падения \(g\) равно приблизительно 9,8 м/с^2. Давление на глубине \(h\) можно рассчитать с помощью формулы:
\[P = \rho \cdot g \cdot h\]
Где:
\(\rho\) - плотность жидкости,
\(g\) - ускорение свободного падения,
\(h\) - глубина.
Подставляя данные в формулу, получаем:
\[P = 1000 \, \text{кг/м}^3 \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2 \cdot 1,2 \, \text{м} = 11760 \, \text{Па}\]
Шаг 2: Вычислим силу, которую вода прикладывает к пробке.
Сила можно найти, умножив давление на площадь площадки:
\[F = P \cdot S\]
Где:
\(F\) - сила,
\(P\) - давление,
\(S\) - площадь площадки.
Подставляя значения, получаем:
\[F = 11760 \, \text{Па} \cdot 10 \, \text{см}^2 = 117600 \, \text{Н}\]
Таким образом, сила, которую вода прикладывает к пробке, составляет 117600 Ньютонов.