Параллелепипед
6/10Герметичная емкость, имеющая форму прямоугольного параллелепипеда, снабжена на каждой из внутренних граней маленьким датчиком давления, сигнал которого передается наружу. В емкость налили \(m=240\) г воды и расположили вдоль вертикали своей самой длинной стороной. Датчик на нижней грани показал, что давление столба воды составило \(p_1=294\) Па. Затем емкость по очереди расположили вдоль вертикали другими сторонами, и обнаружили, что соответствующие давления равны \(p_2=245\) Па и \(p_3=196\) Па. Сколько еще воды можно долить в емкость до ее заполнения? Плотность воды \(\rho=1\) г/см\(^3\), для лучшей точности вычислений ускорение свободного падения следует считать равным \(g\approx9{,}8\) м/с\(^2\).
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаДавление столба жидкости на грань равно силе тяжести воды, деленной на площадь грани. По трём площадям граней найдите стороны параллелепипеда, а затем его внутренний объём.
Ответ\(720\) г.
РешениеОбозначим длины сторон внутренних граней параллелепипеда (в порядке возрастания) \(a\), \(b\) и \(c\). Давление столба воды над гранью площадью \(S\) равно \(p=\dfrac{mg}{S}\), поэтому \(ab=\dfrac{mg}{p_1}\), \(ac=\dfrac{mg}{p_2}\) и \(bc=\dfrac{mg}{p_3}\). Из этих соотношений находим \(c=\sqrt{\dfrac{mg\,p_1}{p_2p_3}}\) и аналогично \(a=\sqrt{\dfrac{mg\,p_3}{p_2p_1}}\), \(b=\sqrt{\dfrac{mg\,p_2}{p_1p_3}}\). Значит, внутренний объем емкости \(V=mg\sqrt{\dfrac{mg}{p_1p_2p_3}}\). В эту емкость еще можно долить воду массой не более \[\Delta m=\rho V-m=m\left[\rho g\sqrt{\frac{mg}{p_1p_2p_3}}-1\right]=3m=720~\text{г}.\]
Похожие задачи
- Давление в центре Луны СПбГУ 2009/10, 9 кл.
- Потоп и пирамида Хеопса МОШ 2010/11, 9 кл.
- Составной цилиндр ВсОШ 2010/11, 9 кл.
- Давление воды на стенку аквариума МОШ 2012/13, 10 кл.
- Давление на дно в сообщающихся сосудах Интернет-олимпиада 2013/14, 9 кл.
- Пуля и стакан с водой Ведомственная 2014/15, 10 кл.