Какое давление оказывает вода на дно и боковые стенки аквариума, если он полностью заполнен водой? Аквариум имеет форму куба со стороной 80 см. Какова сила давления на дно, на одну боковую грань и на все боковые грани аквариума?
Физика Колледж Давление и силы в жидкостях давление воды аквариум куб сила давления боковые стенки дно аквариума физика гидростатика
Чтобы определить давление воды на дно и боковые стенки аквариума, нам нужно использовать формулы для давления и силы.
Шаг 1: Определение давления на дно аквариума
Давление (P) в жидкости на глубине (h) можно рассчитать по формуле:
P = ρ * g * h
Теперь подставим значения в формулу:
P = 1000 * 9.81 * 0.8 = 7848 Н/м² или Паскаль (Па).
Шаг 2: Определение силы давления на дно аквариума
Сила давления (F) на дно аквариума рассчитывается по формуле:
F = P * S
где S — площадь дна аквариума. Площадь дна (S) равна:
S = a², где a — сторона куба.
Зная, что a = 0.8 м, получаем:
S = 0.8 * 0.8 = 0.64 м².
Теперь подставим значения в формулу для силы:
F = 7848 * 0.64 = 5023.52 Н.
Шаг 3: Определение давления на боковые стенки аквариума
Давление на боковые стенки аквариума будет таким же, как и на дно, так как оно зависит от глубины. На высоте 0.8 м давление будет 7848 Па.
Шаг 4: Определение силы давления на одну боковую грань
Площадь одной боковой грани (S) равна:
S = a * h, где h — высота аквариума (в данном случае равна стороне куба, т.е. 0.8 м).
Таким образом:
S = 0.8 * 0.8 = 0.64 м².
Сила давления на одну боковую грань будет:
F = P * S = 7848 * 0.64 = 5023.52 Н.
Шаг 5: Определение силы давления на все боковые грани аквариума
Так как у куба 4 боковые грани, то общая сила давления на все боковые грани будет:
F_total = 4 * F_одной_грани = 4 * 5023.52 = 20094.08 Н.
Итак, итоговые результаты: