1) Які є значення ваги води в акваріумі, тиску води на дно акваріуму та середньої сили, з якою вода тисне на стінку

1) Які є значення ваги води в акваріумі, тиску води на дно акваріуму та середньої сили, з якою вода тисне на стінку шириною 50 см, якщо акваріум має розміри 65 см висотою, 1 м довжиною і 50 см шириною, і рівень води нижчий за край акваріуму на 5 см? 2) Яка сила тиску на корок, що закриває боковий отвір розмірами 2,5х2 см у баці із газом, якщо відстань від центра отвору до вільної поверхні рідини становить 1,2 метри?
Максик

Максик

1) Для розв"язання цієї задачі ми використаємо закон Паскаля, який говорить, що тиск, викликаний рідиною, що перебуває в замкнутій системі, передається однаково у всіх напрямках.

Спочатку знайдемо значення ваги води в акваріумі. Вага може бути розрахована за формулою:
\[ Вага = об"єм \times густина \times прискорення \]

Об"єм води в акваріумі буде рівним площі основи, помноженої на висоту акваріуму, тому:
\[ Об"єм = S_{основи} \times h_{акваріуму} \]

де \(S_{основи}\) - площа основи, \(h_{акваріуму}\) - висота акваріуму.

Площа основи може бути розрахована як добуток довжини і ширини акваріуму:
\[ S_{основи} = a \times b \]

де \(a\) - довжина акваріуму, \(b\) - ширина акваріуму.

Тож, замінюючи відповідними значеннями, отримаємо:
\[ S_{основи} = 1 \, \text{м} \times 0.5 \, \text{м} = 0.5 \, \text{м}^2 \]
\[ Об"єм = 0.5 \, \text{м}^2 \times 0.65 \, \text{м} = 0.325 \, \text{м}^3 \]

Густина води приблизно дорівнює \(1000 \, \text{кг/м}^3\), а прискорення вільного падіння \(9.8 \, \text{м/с}^2\), тому:
\[ Вага = 0.325 \, \text{м}^3 \times 1000 \, \text{кг/м}^3 \times 9.8 \, \text{м/с}^2 = 3185 \, \text{Н} \]

Тепер, щоб знайти тиск води на дно акваріуму, використаємо формулу:
\[ Тиск = \frac{Вага}{площа \, дна} \]

Площа дна акваріуму також може бути розрахована як добуток довжини і ширини акваріуму:
\[ площа \, дна = a \times b \]

Тому, підставляючи значення відповідних величин, отримаємо:
\[ площа \, дна = 1 \, \text{м} \times 0.5 \, \text{м} = 0.5 \, \text{м}^2 \]
\[ Тиск = \frac{3185 \, \text{Н}}{0.5 \, \text{м}^2} = 6370 \, \text{Па} \]

Нарешті, щоб знайти середню силу, з якою вода тисне на стінку акваріуму, використаємо формулу:
\[ Сила = Тиск \times площа \, стінки \]

Площа стінки акваріуму може бути розрахована як добуток висоти і ширини акваріуму:
\[ площа \, стінки = h_{акваріуму} \times b \]

Замінюючи ці значення, отримаємо:
\[ площа \, стінки = 0.65 \, \text{м} \times 0.5 \, \text{м} = 0.325 \, \text{м}^2 \]
\[ Сила = 6370 \, \text{Па} \times 0.325 \, \text{м}^2 = 2069.25 \, \text{Н} \]

Таким чином, значення ваги води в акваріумі становить 3185 Н, тиск води на дно акваріуму - 6370 Па, а середня сила, з якою вода тисне на стінку шириною 50 см, становить 2069.25 Н.

2) Для розв"язання цієї задачі використаємо формулу для розрахунку тиску:
\[ Тиск = \frac{{Сила}}{{площа}} \]

Сила тиску на корок може бути розрахована шляхом множення тиску на площу корка.

Зрозуміло, що площа корка є площею бокового отвору, тому:
\[ площа = a \times b \]

де \(a\) - ширина отвору, \(b\) - висота отвору.

У нашому випадку значення становлять \(a = 2.5 \, \text{см} = 0.025 \, \text{м}\) і \(b = 2 \, \text{см} = 0.02 \, \text{м}\).

Також нам треба знайти значення сили, що створює тиск на вільну поверхню рідини. Цю силу можна розрахувати за формулою Архимеда:
\[ Сила = плотність \times прискорення \times об"єм \]

Тут об"єм може бути знайдений за допомогою формули:
\[ Об"єм = площа \, корка \times відстань \]

Відстань від центра отвору до вільної поверхні рідини дорівнює 1.2 метра. Знову використовуємо значення густина як \( 1000 \, \text{кг/м}^3\) і значення прискорення вільного падіння як \(9.8 \, \text{м/с}^2\).

Замінюючи відповідні значення в формулах, отримуємо:

\[ об"єм = 0.025 \, \text{м} \times 0.02 \, \text{м} \times 1.2 \, \text{м} = 0.0006 \, \text{м}^3 \]
\[ Сила = 1000 \, \text{кг/м}^3 \times 9.8 \, \text{м/с}^2 \times 0.0006 \, \text{м}^3 = 5.88 \, \text{Н} \]

Тепер, знаючи силу і площу корка, можна розрахувати значення тиску:
\[ Тиск = \frac{5.88 \, \text{Н}}{0.025 \, \text{м} \times 0.02 \, \text{м}} = 5880 \, \text{Па} \]

Отже, сила тиску на корок, що закриває боковий отвір, розмірами 2.5х2 см у баці із газом, становить 5880 Па.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello