Номер 395, страница 75 - гдз по физике 9-11 класс сборник задач Капельян, Аксенович

Дано:

Длина бака $l = 2,0$ м
Ширина бака $b = 1,2$ м
Высота бака $h = 50$ см
Длина трубы $L = 3,0$ м
Плотность воды $\rho = 1000$ кг/м³
Ускорение свободного падения $g \approx 9,8$ м/с²

$h = 50 \text{ см} = 0,50 \text{ м}$

Найти:

$p - ?$
$F - ?$

Решение:

Какое давление p будет испытывать дно бака, если бак и труба будут заполнены водой?
Давление на дно бака создается столбом воды, общая высота которого $H$ равна сумме высоты бака $h$ и длины вертикальной трубы $L$.
$H = h + L = 0,50 \text{ м} + 3,0 \text{ м} = 3,5 \text{ м}$.
Гидростатическое давление на дно рассчитывается по формуле:
$p = \rho \cdot g \cdot H$
Подставим числовые значения:
$p = 1000 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 9,8 \frac{\text{м}}{\text{с}^2} \cdot 3,5 \text{ м} = 34300 \text{ Па} = 34,3 \text{ кПа}$.
Ответ: давление на дно бака будет равно $34,3$ кПа.

Найдите модуль силы F давления воды на крышку бака.
Давление на крышку бака создается столбом воды в трубе высотой $L$.
$p_{крышки} = \rho \cdot g \cdot L$
$p_{крышки} = 1000 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 9,8 \frac{\text{м}}{\text{с}^2} \cdot 3,0 \text{ м} = 29400 \text{ Па}$.
Сила давления $F$ на крышку равна произведению этого давления на площадь крышки $S$. Площадью отверстия для трубы пренебрегаем, так как его размеры не указаны и, как правило, малы по сравнению с площадью крышки.
Площадь крышки:
$S = l \cdot b = 2,0 \text{ м} \cdot 1,2 \text{ м} = 2,4 \text{ м}^2$.
Сила давления на крышку:
$F = p_{крышки} \cdot S$
$F = 29400 \text{ Па} \cdot 2,4 \text{ м}^2 = 70560 \text{ Н} = 70,56 \text{ кН}$.
Ответ: модуль силы давления воды на крышку бака равен $70,56$ кН.