Бочка Паскаля. По указанию Паскаля, крепкую дубовую бочку до краев наполнили водой и наглухо закрыли крышкой. В небольшое отверстие в крышке заделали конец вертикальной стеклянной трубки такой длины, что конец ее оказался на уровне второго этажа. Выйдя на балкон, Паскаль принялся наполнять трубку водой. Не успел он вылить и десятка стаканов, как вдруг, к изумлению обступивших бочку зевак, бочка с треском лопнула. Ее разорвала непонятная сила. Паскаль убеждается: да, сила, разорвавшая бочку, вовсе не зависит от количества воды в трубке. Все дело в высоте, до которой трубка была заполнена. Далее проявляется удивительное свойство воды - передавать давление, создаваемое на ее поверхности (в бочке) по всему объему, каждой точке стенки или дна бочки. Так он приходит к открытию закона, получившего его имя.
Объяснение:
Задача 1
Дано:
m = 450 кг
ρ = 1000 кг/м³ - плотность пресной воды
ρл = 900 кг/м³ - плотность льда
a)
Объем льдины:
V = m / ρл = 450 / 900 = 0,5 м³
b)
Вес льдины воздухе:
P = m·g = 450·10 = 4 500 Н
Выталкивающая сила:
Fₐ = ρ·g·Vпч (Vпч - объем подводной части льдины)
Из условия плавания находим:
Fₐ = P
1000·10·Vпч = 4500
Vпч = 4 500 / 10 000 = 0,45 м³
Задача 2
Дано:
V = 20 м³
ρ = 1030 кг/м³ - плотность соленой воды
ρл = 900 кг/м³ - плотность льда
а)
Масса льдины:
m = ρл·V = 900·20 = 18 000 кг
б)
Объем надводной части увеличится.
в)
Вес льдины в воздухе:
P = m·g = 18 000·10 = 180 000 Н
Выталкивающая сила:
Fₐ = ρ·g·Vпч (Vпч - объем подводной части льдины)
Из условия плавания находим:
Fₐ = P
1030·10·Vпч = 180 000
Vпч = 180 000 / 10 300 ≈ 17,5 м³
Тогда объем надводной части:
Vнч = V - Vпч = 20 - 17,5 = 2,5 м³
Выйдя на балкон, Паскаль принялся наполнять трубку водой. Не успел он вылить и десятка стаканов, как вдруг, к изумлению обступивших бочку зевак, бочка с треском лопнула. Ее разорвала непонятная сила. Паскаль убеждается: да, сила, разорвавшая бочку, вовсе не зависит от количества воды в трубке. Все дело в высоте, до которой трубка была заполнена.
Далее проявляется удивительное свойство воды - передавать давление, создаваемое на ее поверхности (в бочке) по всему объему, каждой точке стенки или дна бочки.
Так он приходит к открытию закона, получившего его имя.