Задачи › Давление жидкости

Бетонные кубы на дне

  1. Бетонные кубы на дне

    Физтех 2023/24, 9 кл.
    2/10

    Для 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
    Подсказка

    Сила, действующая на грань, равна давлению в её середине, умноженному на площадь грани. На верхнюю грань давление одинаково по всей её площади.

    Ответ

    \(\approx 7\,\%\).

    Решение

    Сила, 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: \(\delta = \dfrac{10^4}{1{,}4\cdot 10^5}\cdot 100\,\% \approx 7\,\%\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи