Cho một khối thép đặc có dạng hình lập phương, cạnh dài a = 10cm. Thả khối thép vào một bể nước đủ rộng, mực nước trong bể có chiều cao h = 1m. Cho khối lượng riêng của nước và thép lần lượt là D1 = 1000 kg/m3 và D2 = 7800 kg/m3
a) Tính lực đẩy acsimet do nước tác dụng lên khối thép
b) Tính áp lực do khối thép tác dụng lên đáy bể
c) Tính công cần thiết để nhấc khối thép từ đáy bể đến khi mép trên của khối thép cách mặt nước trong bể 1m
CẦN GẤP Ạ ! CẢM ƠN ANH CHỊ !
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Để tính lực cực tiểu cần đặt vào đĩa để nhấc (tách) đĩa khỏi đáy bể, ta sẽ sử dụng nguyên lý Pascal và công thức tính áp suất.
Theo nguyên lý Pascal, áp suất được truyền đều trong chất lỏng. Vì vậy, áp suất tại đáy đĩa thép và áp suất tại đáy bể nước phải bằng nhau.
Áp suất tại đáy đĩa thép:
P1 = P0 + ρgh1
Áp suất tại đáy bể nước:
P2 = P0 + ρgh2
Trong đó:
P0 là áp suất khí quyển (105N/m2)
ρ là khối lượng riêng của nước (1g/cm3 = 1000kg/m3)
g là gia tốc trọng trường (10m/s2)
h1 là độ sâu từ đáy bể đến đáy đĩa thép (h1 = 0)
h2 là độ sâu từ đáy bể đến mặt nước (h2 = 0.5m)
Với các giá trị trên, ta có:
P1 = P0 + ρgh1 = 105N/m2 + 1000kg/m3 * 10m/s2 * 0m = 105N/m2
P2 = P0 + ρgh2 = 105N/m2 + 1000kg/m3 * 10m/s2 * 0.5m = 155N/m2
Do áp suất tại đáy đĩa thép và áp suất tại đáy bể nước phải bằng nhau, ta có:
P1 = P2
105N/m2 = 155N/m2
Vậy, lực cực tiểu cần đặt vào đĩa để nhấc (tách) đĩa khỏi đáy bể là 155N.
Thể tích nước tăng lên khi thả khối lập phương kim loại cạnh 10cm là:
10×10×10=1000(cm³)
Thể tích nước tăng lên khi thả khối lập phương kim loại cạnh 20cm là:
20×20×20=8000(cm³)
Thể tích nước tăng lên khi thả khối lập phương kim loại cạnh 20cm nhiều hơn thể tích nước tăng lên khi thả khối lập phương kim loại cạnh 10cm là:
8000-1000=7000(cm³)
Diện tích đáy bể là:
7000÷(15-10)=1400(cm²)
Đ/s: 1400cm².
Chúc bạn học tốt.
Tóm tắt:
\(a=10cm=0,1m\)
\(h=1m\)
\(D_1=1000kg/m^3\)
\(D_2=7800kg/m^3\)
=======
a) \(F_A=?N\)
b) \(F=?N\)
c) \(A=?J\)
a) Thể tích của khối thép:
\(V=a^3=0,1^3=0,001m^3\)
Lực đẩy ác-si-mét tác dụng lên vật:
\(F_A=d.V=D_1.10.0,001=1000.10.0,001=10N\)
b) Áp suất chất lỏng tác dụng lên vật:
\(p=d.h=D_1.10.1=1000.10.1=10000Pa\)
Diện tích tiếp xúc của vật:
\(S=a^2=0,1^2=0,01m^2\)
Áp lực tác dụng lên khối thép
\(p=\dfrac{F}{S}\Rightarrow F=p.S=10000.0,01=100N\)
c) Trọng lượng của vật:
\(P=d.V=10.D_2.0,001=10.7800.0,001=78N\)
Công cần thiết để nhấc vật lên:
\(A=P.h=78.1=78J\)
cần gấp ạ huhu