Какую силу F действует на стенку аквариума шириной b = 20 см, если высота H = 42 см аквариума заполнена водой, уровень

Содержание вопроса: Сила давления жидкости на стенку

Инструкция: Чтобы вычислить силу F, действующую на стенку аквариума, нам понадобится знание о силе давления жидкости на поверхности.
Сила давления P на глубине h в жидкости равна произведению плотности жидкости ρ на ускорение свободного падения g и на высоту столба жидкости h. То есть P = ρ * g * h.

Для решения задачи, сначала найдем силу давления на дно аквариума.
h = H - h = 42 см - 2 см = 40 см = 0.4 м.
Теперь можем вычислить силу P, действующую на дно аквариума:
P = ρ * g * h = 1000 кг/м³ * 9.8 м/с² * 0.4 м ≈ 392 Н/м².

Поскольку аквариум имеет площадь S, равную произведению ширины b на высоту H, S = b * H.

Тогда сила F, действующая на стенку аквариума, равна произведению силы давления на дно аквариума P на площадь стенки S:
F = P * S = 392 Н/м² * (0.2 м * 0.42 м) ≈ 32.832 Н ≈ 33 Н (округление до целого значения).

Демонстрация:
У нас есть аквариум шириной 20 см и высотой 42 см, заполненный водой. Уровень воды находится ниже края аквариума на 2 см. Какую силу давления в Ньютонах оказывает вода на стенку аквариума?

Совет:
Для более глубокого понимания концепции силы давления жидкости на поверхность, рекомендуется ознакомиться с принципами Архимеда и формулой Паскаля.

Задание для закрепления:
У аквариума ширина b = 30 см, высота H = 50 см, уровень воды ниже края на h = 5 см, а плотность воды равна ρ = 1200 кг/м³. Какую силу F оказывает вода на стенку аквариума?
(Ответ округлите до целого значения в Ньютонах).

Предмет вопроса: Давление и сила на стенки аквариума

Объяснение: Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать формулу для расчета силы, действующей на стенку аквариума. Сила, действующая на стенку, определяется давлением, которое оказывает вода на эту стенку. Давление, в свою очередь, зависит от высоты столба воды и её плотности.

Формула для расчета силы (F) выглядит следующим образом:

F = P * A

где P - давление, A - площадь стенки аквариума.

Давление (P) определяется формулой:

P = p * g * h

где p - плотность воды, g - ускорение свободного падения, h - высота столба воды.

Подставив значения, получим:

P = 1000 кг/м³ * 9,8 м/с² * 0,02 м = 196 Н/м²

Теперь, учитывая ширину стенки аквариума (b = 0,2 м) и высоту (H = 0,42 м), можем вычислить площадь стенки аквариума (A):

A = b * H = 0,2 м * 0,42 м = 0,084 м²

Наконец, подставим полученные значения в формулу для силы (F):

F = 196 Н/м² * 0,084 м² = 16,464 Н

Округлим результат до целого числа:

F ≈ 16 Н.

Дополнительный материал: Найдите силу, с которой действует вода на стенку аквариума, если его ширина равна 20 см, высота - 42 см, уровень воды находится ниже края на 2 см, а плотность воды составляет 1000 кг/м³.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, важно иметь понимание о давлении и формулах, связанных с ним. Регулярные практические примеры исчисления силы и давления могут помочь закрепить материал.

Закрепляющее упражнение: Если площадь стенки аквариума составляет 0,1 м², а давление на стенку равно 150 Н/м², найдите силу, действующую на стенку аквариума. Ответ округлите до целого значения.