题目内容
小林设计了一个由蓄水罐供水的自动饮水槽,如图所示,带有浮球的直杆AB能绕O点转动.C为质量与厚度不计的橡胶片,蓄水罐中水位跟橡胶片处水位差恒为h1=1.6 m.AC之间为质量与粗细不计的直杆,当进水口停止进水时,AC与AB垂直,杆AB成水平状态,浮球恰没于水中.此时橡胶片恰好堵住进水口,橡胶片距槽中水面h1=0.1 m.进水管的横截面积为4 cm2,B点为浮球的球心,OB=6AO.不计杆及球的自重.(g取10 N/kg)
求:
(1)蓄水罐中的水对橡胶片的压强;
(2)平衡时细杆对橡胶片C的压力大小;
(3)浮球B的体积.
答案:
解析:
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(1)蓄水罐中的水对橡胶片的压强 p=ρ水gh1=1×103 kg/m3×10 N/kg×1.6 m =1.6×104 Pa. (2)橡胶片C平衡时,上、下两面压力相等 F向上=ρ向上S=1.6×104 Pa×4×10-4 m2=6.4 N F向下=F1+ρ水gh2S =F1+103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m×4×10-4 m2 =E1+0.4 N ∵F1+0.4 N=6.4 N ∴F1=6 N. (3)杆AB的A端受力大小与F相等,方向相反(向上), F1×AO=F浮×6AO F浮= V球=F浮/(ρg)=1 N/(103 kg/m3×10 N/kg)=10-4 m3. |
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