Давление и… — Задание Физика 7 Класс №00015562

Дано:

$F=120\ \text{Н}$, $S=80\ \text{см}^2$ — площадь поршня

площадь дна $S_{\text{дна}}=S/2$

$h=35\ \text{см}=0{,}35\ \text{м}$, $\rho=1000\ \text{кг/м}^3$, $g=10\ \text{Н/кг}$

Найти: $S_{\text{дна}}$, давление столба, полную силу на дно.

Решение:

1) Площадь дна вдвое меньше площади поршня: $80:2=40$ см². Переведём в метры квадратные ($1$ см² $=0{,}0001$ м²):

$$S_{\text{дна}}=40\ \text{см}^2=0{,}004\ \text{м}^2.$$

2) Давление столба воды считаем по формуле $p=\rho g h$:

$$p_{\text{ж}}=\rho g h=1000\cdot 10\cdot 0{,}35=3500\ \text{Па}.$$

3) На дно давит и вода своим весом, и поршень. Давление от поршня — это его сила, делённая на площадь поршня:

$$p_{\text{п}}=\frac{F}{S}=\frac{120}{0{,}008}=15\,000\ \text{Па}.$$

По закону Паскаля это давление передаётся вниз без изменений, поэтому полное давление на дно

$$p=p_{\text{п}}+p_{\text{ж}}=15\,000+3500=18\,500\ \text{Па}.$$

Полная сила на дно — это давление, умноженное на площадь дна:

$$F_{\text{дна}}=p\cdot S_{\text{дна}}=18\,500\cdot 0{,}004=74\ \text{Н}.$$

Ответ: 1) $0{,}004$ м²; 2) $3500$ Па; 3) $74$ Н.