Вычислите давление и силу давления керосина на дно бака площадью 50дм², если высота столба керосина в баке 40см
Задача по физике для 7 класса. Решение с пояснениями пошагово.
Данные:
- Площадь дна S = 50 дм^2
- Высота столба керосина h = 40 см
- Плотность керосина (примерная) ρ ≈ 0,80 г/см^3 = 800 кг/м^3
- Ускорение свободного падения g ≈ 9,81 м/с^2
1) Переводим в нужные единицы
- h = 40 см = 0,40 м
- S = 50 дм^2. Так как 1 дм = 0,1 м, то 1 дм^2 = (0,1 м)^2 = 0,01 м^2. Значит S = 50 × 0,01 = 0,50 м^2
- ρ = 800 кг/м^3 (принимаем типичное значение для керосина)
2) Давление внизу бака (плотность жидкостей: p = ρ g h)
- p = ρ g h = 800 кг/м^3 × 9,81 м/с^2 × 0,40 м
- p = 800 × 3,924 ≈ 3139 Па
- Округленно: p ≈ 3,14 кПа
3) Сила давления на дно (F = p × S)
- F = p × S = 3139 Па × 0,50 м^2 ≈ 1569,5 Н
- Округленно: F ≈ 1,57 кН
4) Комментарий/проверка
- Сила давления на дно в точности равна весу керосина, находящегося над этим дном. Объем V жидкости: V = S × h = 0,50 м^2 × 0,40 м = 0,20 м^3. Масса керосина: m = ρ V = 800 кг/м^3 × 0,20 м^3 = 160 кг. Вес: W = m g ≈ 160 кг × 9,81 м/с^2 ≈ 1,57 кН, что совпадает с F.
Возможная вариация:
- Если взять чуть другую плотность керосина, например ρ = 820 кг/м^3, то:
- p ≈ 820 × 9,81 × 0,40 ≈ 3,22 кПа
- F ≈ 3,22 кПа × 0,50 м^2 ≈ 1610 Н
Разницу можно учесть, если известно точное число керосина.
Итог:
- Давление керосина на дно бака: примерно 3,14 кПа
- Сила давления на дно бака: примерно 1,57 кН (то же, что и вес керосина в баке)