Площадь дна кастрюли равна 1300 $см^{2}$. На сколько увеличится давление кастрюли на стол, если в неё налить воду объёмом 3,9 л? Считать поверхность кастрюли ровной.
Дано:
V = 3,9 л;
S = 0,13 $м^{2}$;
$ρ_{в} = 1000 кг/м^{3}$;
Найти:
Δ p − ?
СИ:
$S = 0,13 м^{2}$;
$V = 0,0039 м^{3}$;
Решение:
$Δp=\frac{F}{S}$;
F = mg;
m = ρV;
m = 1000 * 0,0039 = 3,9 кг;
g ≈10 Н/кг;
F = 3,9 * 10 = 39 Н;
$Δp=\frac{39}{0,13} = 300$ Па.
Ответ: 300 Па.
Чтобы решить эту задачу, необходимо понять основные физические понятия, касающиеся давления и плотности, а также знать, как они взаимосвязаны.
Определение давления: Давление − это физическая величина, характеризующая силу, действующую перпендикулярно на единицу площади. Оно определяется формулой:
$$
P = \frac{F}{S}
$$
где $P$ − давление, $F$ − сила, действующая на поверхность, $S$ − площадь этой поверхности.
Сила тяжести: В данном случае сила, действующая на поверхность стола, − это сила тяжести, вызванная весом кастрюли и воды в ней. Сила тяжести определяется формулой:
$$
F = m \cdot g
$$
где $m$ − масса, $g$ − ускорение свободного падения (как правило, $g \approx 9.8 \, м/с^2$).
Плотность и объем: Чтобы найти массу воды, необходимо знать ее плотность и объем. Плотность воды обычно принимается равной $1000 \, кг/м^3$ или $1 \, г/см^3$.
Перевод единиц: В задаче объем воды дан в литрах, поэтому его нужно перевести в кубические метры (при необходимости) или кубические сантиметры, чтобы было удобно использовать плотность в граммах на кубический сантиметр. 1 литр равен $1000 \, см^3$.
Вычисление массы: Масса воды рассчитывается по формуле:
$$
m = \rho \cdot V
$$
где $\rho$ − плотность, $V$ − объем.
Изменение давления: Поскольку известно площадь дна кастрюли, можно вычислить давление, оказываемое на стол. Сначала необходимо вычислить силу тяжести для воды и для кастрюли, если её масса известна, затем сложить их и найти полное давление.
Расчет изменения давления: Изменение давления после добавления воды:
$$
\Delta P = \frac{\Delta F}{S}
$$
где $\Delta F$ − изменение силы (вес добавленной воды).
Таким образом, зная площадь, объем и физические константы, можно вычислить, на сколько увеличится давление кастрюли на стол при добавлении воды.
Пожауйста, оцените решение