гидростатика

Сообщение №3590 от Практикантка 18 сентября 2008 г. 23:10
Тема: гидростатика

Помогите пожалста решить задачку

Дюралюминиевый (плотность 2848 кг/куб.м) контейнер массой 2.8 кг, имеющий форму паралеллепипеда с квадратным основанием (сторона 10 см) и толщиной стенок 1.2 см, лежит боковой стороной вниз на плоском дне бассейна, наполненного водой, глубина воды 20 см. Плотностью среды внутри контейнера пренебречь (воздух откачан).
1) Найти давление на все грани контейнера
2) Найти давление на все грани контейнера в случае, когда он лежит на дне бассейна основанием вниз
3) При какой максимальной толщине стенок контейнер всплывет?
Значения при расчетах округлять до третьего знака.

Я пробовала решать, давление на верхнюю грань найти ясно как, а с вертикальной и нижней гранью (которая на дне) непонятки. И надо ли учесть атмосферное давление?


Отклики на это сообщение:

> Помогите пожалста решить задачку

> Дюралюминиевый (плотность 2848 кг/куб.м) контейнер массой 2.8 кг, имеющий форму паралеллепипеда с квадратным основанием (сторона 10 см) и толщиной стенок 1.2 см, лежит боковой стороной вниз на плоском дне бассейна, наполненного водой, глубина воды 20 см. Плотностью среды внутри контейнера пренебречь (воздух откачан).
> 1) Найти давление на все грани контейнера
> 2) Найти давление на все грани контейнера в случае, когда он лежит на дне бассейна основанием вниз
> 3) При какой максимальной толщине стенок контейнер всплывет?
> Значения при расчетах округлять до третьего знака.

> Я пробовала решать, давление на верхнюю грань найти ясно как, а с вертикальной и нижней гранью (которая на дне) непонятки. И надо ли учесть атмосферное давление?

Плотность материала 2,848 г/куб см. На 10 м глубины давление воды 100 кПа, на 10 см - 1 кПа.
Контейнер длиной около 23 см, высотой и шириной 10см лежит утопленым на дне.
1. на верхнюю грань (глубина 10 см) давление воды будет 1 кПа (сли только давление воды). На боковые грани давление с глубиной увеличивается от 1 кПа до 2 кПа около дна (глубина 20см) Давление воды на нижнюю грань отсутствует, так как воды между стенкой и дном не предполагается.
2. Контейнер стоит на дне, верхнее основание над водой (около 3 см). Давление воды от верхнего уровны воды до дна увеличивается от 0 до 2 кПа (на боковые стенки). На верхнюю и нижнюю вода не давит.
3. Чтобы контейнер всплыл, его внешний объем должен быть больше 2,8 куб дм ( тогда масса вытесненой воды будет 2,8 кг). внешняя площадь поверхности контейнера 4*28*10+2*10*10=1320 кв см. Объем материала 2800/2,848=980 куб см. Отсюда толщина стенок 980/1320=0,7 см. Приблизительно.

условия не очень строгие ( про какое давление спрашивают(абсолютное или только воды)? )
Даны двухзначные данные, а ответы требуются трехзначные (откуда точность такую взять?) И плотность воды, g не заданы в условии. Атмосферное давление не учитываем, так как оно в условии не задано.


> Плотность материала 2,848 г/куб см. На 10 м глубины давление воды 100 кПа, на 10 см - 1 кПа.
> Контейнер длиной около 23 см, высотой и шириной 10см лежит утопленым на дне.
> 1. на верхнюю грань (глубина 10 см) давление воды будет 1 кПа (сли только давление воды). На боковые грани давление с глубиной увеличивается от 1 кПа до 2 кПа около дна (глубина 20см) Давление воды на нижнюю грань отсутствует, так как воды между стенкой и дном не предполагается.
> 2. Контейнер стоит на дне, верхнее основание над водой (около 3 см). Давление воды от верхнего уровны воды до дна увеличивается от 0 до 2 кПа (на боковые стенки). На верхнюю и нижнюю вода не давит.
> 3. Чтобы контейнер всплыл, его внешний объем должен быть больше 2,8 куб дм ( тогда масса вытесненой воды будет 2,8 кг). внешняя площадь поверхности контейнера 4*28*10+2*10*10=1320 кв см. Объем материала 2800/2,848=980 куб см. Отсюда толщина стенок 980/1320=0,7 см. Приблизительно.

> условия не очень строгие ( про какое давление спрашивают(абсолютное или только воды)? )
> Даны двухзначные данные, а ответы требуются трехзначные (откуда точность такую взять?) И плотность воды, g не заданы в условии. Атмосферное давление не учитываем, так как оно в условии не задано.

У меня получилась длина контейнера прибл. 20 см (с учетом конечной толщины стенок), но и в этом случае для пункта 2 на верхнюю грань вода не давит.

Условия, как это часто случается в приводимых здесь задачах, местами странные. Я думаю, что плотность воды можно считать равной 1, а g=9,81, поскольку иное не оговорено. В остальном согласен с Вашим решением, Apx, кроме пункта 3 - а почему контейнер должен всплыть? Я понимаю, что Вы имеете ввиду архимедову силу, только вот к какой части контейнера она приложена?


> Условия, как это часто случается в приводимых здесь задачах, местами странные. Я думаю, что плотность воды можно считать равной 1, а g=9,81, поскольку иное не оговорено. В остальном согласен с Вашим решением, Apx, кроме пункта 3 - а почему контейнер должен всплыть? Я понимаю, что Вы имеете ввиду архимедову силу, только вот к какой части контейнера она приложена?

Да, имел в виду силу Архимеда. Увеличиваем объем контейнера за счет уменьшеня толщины стенок, удлинняя контейнер. А приложена сила Архимеда к геометрическому центру параллелепипеда. Если бы его форма была не симметрична, то пришлось бы учитывать равенство моментов выталкивающих сил. Разумеется, что длинные ребра контейнера в этом случае горизонтальны.


> Да, имел в виду силу Архимеда. Увеличиваем объем контейнера за счет уменьшеня толщины стенок, удлинняя контейнер. А приложена сила Архимеда к геометрическому центру параллелепипеда. Если бы его форма была не симметрична, то пришлось бы учитывать равенство моментов выталкивающих сил. Разумеется, что длинные ребра контейнера в этом случае горизонтальны.

Да нет, я не о моментах. Не будет здесь силы Архимеда, направленной вверх - взяться ей неоткуда. Вы же сами писали, что на дно контейнера вода не давит. А под действием реакции опоры (дна бассейна) еще никому всплывать в таких условиях не удавалось.


> Да нет, я не о моментах. Не будет здесь силы Архимеда, направленной вверх - взяться ей неоткуда. Вы же сами писали, что на дно контейнера вода не давит. А под действием реакции опоры (дна бассейна) еще никому всплывать в таких условиях не удавалось.

Вы правы. Я подразумевал, что из условия плавания контейнера, а не лежания на дне, требуется решение.


> Вы правы. Я подразумевал, что из условия плавания контейнера, а не лежания на дне, требуется решение.

Согласен, условие задачи сформулировано несколько нечетко. Если контейнер не лежит на дне, то Вы, безусловно, правы.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100