Задача 3. Сосуд имеет форму, изображённую на рисунке, и накрыт сверху подвижным поршнем. Между поршнем и водой в сосуде воздуха нет. Поршень действует на воду с силой F = 120 Н. Площадь поршня S = 80 см², а площадь дна сосуда в два раза меньше. Высота столба жидкости в сосуде h = 35 см, плотность воды 1000 кг/м³. Ускорение свободного падения 10 Н/кг. Атмосферное давление при решении задачи учитывать не нужно. 1) Чему равна площадь дна, выраженная в системе СИ? 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 рассуждениями или решением задачи.

Question

Вопрос:

Задача 3. Сосуд имеет форму, изображённую на рисунке, и накрыт сверху подвижным поршнем. Между поршнем и водой в сосуде воздуха нет. Поршень действует на воду с силой F = 120 Н. Площадь поршня S = 80 см², а площадь дна сосуда в два раза меньше. Высота столба жидкости в сосуде h = 35 см, плотность воды 1000 кг/м³. Ускорение свободного падения 10 Н/кг. Атмосферное давление при решении задачи учитывать не нужно. 1) Чему равна площадь дна, выраженная в системе СИ? 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 рассуждениями или решением задачи.

Ответ:

ФИО:Телефон:Емаил:Полное описание сути нарушения прав (почему распространение данной информации запрещено Правообладателем):

Accepted Answer

Решение:

Краткое пояснение: Сначала переведем все единицы измерения в систему СИ, затем найдем площадь дна сосуда, давление столба жидкости и полную силу давления.

Дано:

F = 120 Н
S_поршня = 80 см²
h = 35 см
ρ = 1000 кг/м³
g = 10 Н/кг

Найти:

S_дна - ?
P - ?
F_полн - ?

Переводим значения в систему СИ:

S_поршня = 80 см² = 80 / 10000 м² = 0.008 м²
h = 35 см = 35 / 100 м = 0.35 м

Площадь дна сосуда в два раза меньше площади поршня:

\[S_{дна} = \frac{S_{поршня}}{2} = \frac{0.008}{2} = 0.004 м^2\]

Давление столба жидкости на дно сосуда (без учёта поршня):

\[P = \rho gh = 1000 \cdot 10 \cdot 0.35 = 3500 Па\]

Полная сила давления на дно сосуда складывается из силы давления поршня и силы давления столба жидкости:

Сила давления поршня:

\[P_{поршня} = \frac{F}{S_{дна}} = \frac{120}{0.004} = 30000 Па\]\[F_{поршня} = P_{поршня} \cdot S_{дна} = 30000 \cdot 0.004 = 120 Н\]

Полное давление на дно:

\[P_{полн} = P_{поршня} + P = 30000 + 3500 = 33500 Па\]\[F_{полн} = P_{полн} \cdot S_{дна} = 33500 \cdot 0.004 = 134 Н\]

Ответ: S_дна = 0.004 м², P = 3500 Па, F_полн = 134 Н