问题标题:
(2013•青岛模拟)如图所示,放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重4N,底面积100cm2,弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N的物块,现将物块浸没水中,容器内水面由16cm上升到20cm(g=10N/kg).求
问题描述:
(2013•青岛模拟)如图所示,放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重4N,底面积100cm2,弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N的物块,现将物块浸没水中,容器内水面由16cm上升到20cm(g=10N/kg).
求:
(1)物块未放入水中时,容器底受到的水的压强;
(2)物块受到的浮力;
(3)物块浸没水中后,容器对桌面的压强.
万益明回答:
(1)P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa.
(2)V物=V排=S(h2-h1)=100cm2×(20cm-16cm)=400cm3=400×10-6m3.
物块浸没水中后所受到的浮力F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×400×10-6m3=4N.
(3)以容器、水以及物体作为整体研究,受力平衡,桌面受到的压力大小为F总=F浮+G容器+G水
容器内水的重力G水=mg=ρVg=ρShg=1000kg/m3×100×10-4m2×0.16m×10N/kg=16N,
(4)容器中的水重
G水=m水g=ρ水Vg=ρ水Shg=1.0×103kg/m3×1×10-2m2×0.16m×10N/kg=16N
物体排开的水重
G排=F浮=4N
容器对桌面的压力为
F=G容+G水+G排=4N+16N+4N=24N
则容器对桌面的压强:P=F
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