Вопрос школьника
Бак имеет форму куба со стороной 20 см. Какой жидкостью заполнен бак, если средняя сила давления на боковую стенку равна 8 Н?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать формулу для давления жидкости на глубине:
p = ρgh,
где p — давление жидкости, ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, h — глубина жидкости.
Так как бак имеет форму куба со стороной 20 см, то его объем равен V = 20 см × 20 см × 20 см = 8000 см³ = 8 л.
Поскольку средняя сила давления на боковую стенку равна 8 Н, то можно найти давление жидкости на глубине h = 10 см (половина высоты бака):
p = F/S = 8 Н / (20 см × 20 см) = 0,02 Н/см².
Также известно, что плотность воды при комнатной температуре составляет около 1000 кг/м³ или 1 г/см³.
Тогда можно найти, какой жидкостью заполнен бак, подставив известные значения в формулу для давления:
p = ρgh,
0,02 Н/см² = 1 г/см³ × 9,8 м/с² × 10 см,
откуда получаем, что глубина жидкости h равна 0,204 м или 20,4 см.
Таким образом, бак заполнен водой на глубине 20,4 см.
