Бетонные кубы на дне
2/10Для защиты от штормового воздействия береговых сооружений на горизонтальное морское дно в прибрежной зоне кладут бетонные кубы. Верхняя грань куба находится на глубине \(4\) м, длина ребра куба \(2\) м. На сколько процентов сила, с которой вода действует на любую вертикальную грань куба, больше силы, с которой вода действует на верхнюю грань куба? Ответ округлите до целых. Плотность воды \(1{,}0\cdot 10^3\) кг/м\(^3\), ускорение свободного падения \(g = 10\) м/с\(^2\), атмосферное давление \(1{,}0\cdot 10^5\) Па.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаСила, действующая на грань, равна давлению в её середине, умноженному на площадь грани. На верхнюю грань давление одинаково по всей её площади.
Ответ\(\approx 7\,\%\).
РешениеСила, действующая на верхнюю грань, \(F_{\text{верх}} = (P_0 + \rho gh)a^2\); сила, действующая на вертикальную грань, \(F_{\text{бок}} = \left(P_0 + \rho g\left(h + \dfrac{a}{2}\right)\right)a^2\). Тогда \[\delta = \left(\frac{F_{\text{бок}}}{F_{\text{верх}}} - 1\right)\cdot 100\,\% = \frac{\rho g\dfrac{a}{2}}{P_0 + \rho gh}\cdot 100\,\%.\] При \(h = 4\) м, \(a = 2\) м: \(\delta = \dfrac{10^4}{1{,}4\cdot 10^5}\cdot 100\,\% \approx 7\,\%\).
Похожие задачи
- Единицы давления ИОШ 2014/15, 9-10 кл.
- Пробка в ванне «Шаг в будущее» 2019/20, 8 кл.
- Барометр с маслом Ведомственная 2019/20, 8 кл.
- Давление колонны Росатом 2022/23, 8 кл.
- Давление бруска на разных гранях Росатом 2025/26, 8 кл.
- Брусок на дне сосуда Курчатов 2012/13, 7 кл.