Умова задачі: Визнач силу, яка тисне на дно бочки в досліді Паскаля, якщо висота води в трубці становить 4 м, а діаметр і висота бочки дорівнюють 0,8 м. Визнач масу тіла, яке тиснутиме на дно бочки саме з такою силою, якщо площа дотику тіла і дна дорівнюватиме площі дна.
Дано: h трубка = 4 м h_{\text{трубка}} = 4 \, \text{м} h трубка = 4 м h бочка = 0.8 м h_{\text{бочка}} = 0.8 \, \text{м} h бочка = 0.8 м h заг = 4 + 0.8 = 4.8 м h_{\text{заг}} = 4 + 0.8 = 4.8 \, \text{м} h заг = 4 + 0.8 = 4.8 м d = 0 , 8 м d = 0,8 \text{ м} d = 0 , 8 м ρ = 1000 кг/м 3 \rho = 1000 \, \text{кг/м}^3 ρ = 1000 кг / м 3 g = 9.8 м/с 2 g = 9.8 \, \text{м/с}^2 g = 9.8 м / с 2 Розв’язання: Площа дна бочки:
S = π r 2 = 3.14 ⋅ ( 0.4 ) 2 = 3.14 ⋅ 0.16 = 0.5024 м 2 S = \pi r^2 = 3.14 \cdot (0.4)^2 = 3.14 \cdot 0.16 = 0.5024 \, \text{м}^2 S = π r 2 = 3.14 ⋅ ( 0.4 ) 2 = 3.14 ⋅ 0.16 = 0.5024 м 2 Гідростатичний тиск на дно: Формула для гідростатичного тиску:
p = ρ g h заг = 1000 ⋅ 9.8 ⋅ 4.8 = 47040 Па p = \rho g h_{\text{заг}} = 1000 \cdot 9.8 \cdot 4.8 = 47040 \, \text{Па} p = ρ g h заг = 1000 ⋅ 9.8 ⋅ 4.8 = 47040 Па Сила тиску на дно:
F = p S = 47040 ⋅ 0.5024 = 23622.5 Н F = p S = 47040 \cdot 0.5024 = 23622.5 \, \text{Н} F = pS = 47040 ⋅ 0.5024 = 23622.5 Н Формула для ваги тіла:
F = m g F = m g F = m g звідки:
m = F g = 23622.5 9.8 = 2411.5 кг m = \dfrac{F}{g} = \dfrac{23622.5}{9.8} = 2411.5 \, \text{кг} m = g F = 9.8 23622.5 = 2411.5 кг Відповідь: Сила тиску води на дно бочки становить 23622.5 Н.
Маса тіла, яке створює таку силу, становить 2411.5 кг.