如图是常见的厕所自动冲水装置原理图,水箱内有质量m1=0.4kg,体积V=3×10﹣3m3的浮筒P,另有一厚度不计,质量m2=0.2kg,面积S=8×10﹣3m2的盖板Q盖在水箱底部的排水管上.用细线将P、Q连接,当供水管流进水箱的水使浮筒刚好完全浸没时,盖板Q恰好被拉开,水通过排水管流出冲洗厕所.当盖板Q恰好被拉开的瞬间,求(g=10N/kg)
(1)浮筒受到的浮力大小;
(2)细线对浮筒P的拉力大小;
(3)水箱中水的深度.
解析:
(1)浮筒P受到的浮力是:
F浮=ρ水gV排=ρ水gVP=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3
=30N
(2)浮筒P的重力:
GP=mPg=0.4kg×10N/kg=4N
对盖板的拉力:
F=F浮-GP=30N-4N=26N
因盖板恰好被拉起,故水对盖板的压力:
F压=F-GQ=F-mQg=26N-0.2kg×10N/kg=24N
水对盖板的压强是:
P=
F压
=
24N
=3×103Pa
S盖
8×10﹣3m2
水深度为:
h=
P
3×103Pa
=0.3m
ρ水g
1.0×103kg/m3×10N/kg
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