某单位设计的一种供牲畜饮水的装置如图所示.设计要求:底盖A平时顶住水箱底部出水口,一旦饮水槽的水位

2020-06-04 教育 149阅读
(1)水对底盖A的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.6m=6×103Pa;
(2)浮球浸没在水中时,根据FgV得:
浮球C所受浮力最大FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N;
(3)以底盖、竖杆、浮球为整体,它的受力情况是:竖直向上的浮力、竖直向下的重力和压力,
而底盖A、细杆B和浮球C的总重G=mg=1kg×10N/kg=10N,
水对底盖A的压力F1=pS=6×103Pa×20×10-4m2=12N,
则F1>F-G,所以装置不能达到设计要求.
若要符合设计要求,则水对底盖A的压力为F1′=F-G=10N,
∵F1′=p′S=ρgh′S,
∴h′=
F1
ρgS

=
10N
1×103kg/m3×10N/kg×20×10?4m2

=0.5m
=50cm.
答:(1)水箱中的水对底盖A产生的压强是6×103Pa;
(2)浮球C受到的最大浮力是20N;
(3)不能达到设计要求,可以将水箱的水位维持高度改为50cm,即可达到设计要求.
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