Вопрос школьника
В жидкости находится прямоугольная призма, размеры которой показаны на рисунке. Найдите сумму сил, действующих на переднюю и нижнюю грани призмы, если давление жидкости равно 2⋅105 Па. Чему равна сумма сил, действующих на призму?
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо воспользоваться формулой давления жидкости:
p = ρgh,
где p — давление жидкости, ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, h — высота столба жидкости.
Так как призма находится полностью в жидкости, то давление на ее грани будет равно давлению жидкости.
Для нахождения силы, действующей на грань призмы, необходимо умножить давление на площадь грани:
F = pS,
где F — сила, действующая на грань, S — площадь грани.
Для нахождения суммы сил, действующих на переднюю и нижнюю грани призмы, необходимо сложить силы, действующие на каждую грань.
Таким образом, для нахождения суммы сил, действующих на переднюю грань призмы, необходимо умножить давление на площадь передней грани:
F1 = pS1 = (2⋅105 Па) ⋅ (0,2 м ⋅ 0,3 м) = 12 000 Н.
Аналогично, для нахождения суммы сил, действующих на нижнюю грань призмы, необходимо умножить давление на площадь нижней грани:
F2 = pS2 = (2⋅105 Па) ⋅ (0,3 м ⋅ 0,4 м) = 24 000 Н.
Сумма сил, действующих на призму, будет равна сумме сил, действующих на каждую грань:
F = F1 + F2 = 12 000 Н + 24 000 Н = 36 000 Н.
