Номер 24.26, страница 83 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 24. Давление в жидкостях. Сообщающиеся сосуды. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 24.26, страница 83.

24.26 [529] Плоскодонная баржа получила в дне пробоину площадью $200 \text{ см}^2$. С какой силой нужно давить на пластырь, которым закрывают отверстие, чтобы сдержать напор воды на глубине 1,8 м? (Вес пластыря не учитывайте.)

Дано:

$S = 200 \text{ см}^2 = 0.02 \text{ м}^2$

$h = 1.8 \text{ м}$

$\rho \approx 1000 \text{ кг/м}^3$

$g \approx 10 \text{ Н/кг}$

Найти:

$F$

Решение:

Чтобы сдержать напор воды, на пластырь необходимо приложить силу, равную силе давления воды на этот пластырь. Сила давления $F$ связана с гидростатическим давлением $p$ и площадью $S$ соотношением:

$F = p \cdot S$

Гидростатическое давление воды на глубине $h$ вычисляется по формуле:

$p = \rho \cdot g \cdot h$

где $\rho$ — плотность воды, $g$ — ускорение свободного падения.

Объединим формулы, чтобы найти искомую силу:

$F = \rho \cdot g \cdot h \cdot S$

Подставим числовые значения в полученную формулу:

$F = 1000 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} \cdot 1.8 \text{ м} \cdot 0.02 \text{ м}^2$

$F = 18000 \frac{\text{Н}}{\text{м}^2} \cdot 0.02 \text{ м}^2 = 360 \text{ Н}$

Ответ: чтобы сдержать напор воды, на пластырь нужно давить с силой 360 Н.