如图所示,小容器A底部有一个半径略小于R的圆洞,上面用一个半径为R的小球盖住,容器A内的液体密

浮力 已结 1 372
温蕾
温蕾 2021-10-29 10:50

如图所示,小容器A底部有一个半径略小于R的圆洞,上面用一个半径为R的小球盖住,容器A内的液体密度为ρ1,大容器B内的液体密度为ρ2,两容器液面相平,距容器A底部高为h.求小球重力G至少多大时,才能盖住圆洞?(提示:球的体积公式为image.png

image.png

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1条回答
  •  郭绍敏
    郭绍敏 (最佳回答者)
    2021-10-30 19:53

    解析:这里只能用浮力产生的原因:压力差来求解,小球的上表面均是一个半球面,且各部分压强都不相等,但是我们观察下面两个图,液体对下半球的压力F应该是相等的,即F1F2,那么由图中F2F2F′,所以

    F1F2F2+F′,

    image.png

    同理下图中F3F4FF1,所以小球上下面压力差:

    F1F3F2+F′﹣(FF1)=F1+F2+F′﹣F

    ρ1gimage.pngπR3+ρ2gimage.pngπR3+ρ2ghπR2ρ1ghπR2

    =(ρ1+ρ2gimage.pngπR3+ρ2ρ1ghπR2

    image.png

    故:小球重力G至少等于(ρ1+ρ2gimage.pngπR3+ρ2ρ1ghπR2时,才能盖住圆洞。


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