如图为牲畜自动饮水器的示意图.A是储水箱,K为出水口,它的横截面积为6×10
-4m
2,出水口处有活塞,受到水的压强为5×10
3Pa.细杆0C可绕0点转动,从0点到浮球球心的距离是O点到B点距离的2倍.当浮球的体积浸入水中1/3时,细杆OC水平,K处的活塞就可将出水口关闭.(g取10N/kg,ρ
水=1.0×10
3kg/m
3)
求:(1)活塞受到水的压力.
(2)若不考虑活塞杆KB、细杆0C及浮球的重力时,应选择多大体积的浮球?
答案:
分析:(1)已知出水口处的压强和受力面积,利用压强的定义式求活塞受到水的压力;
(2)知道了压力和力臂的大小关系,利用杠杆的平衡条件求浮球受到的浮力;再根据阿基米德原理求排开水的体积(浸入水中的体积),从而求出浮球的体积.
解答:解:(1)活塞受到水的压力:
F=pS=5×103Pa×6×10-4m2=3N.
(2)∵细杆水平时杠杆的平衡,
∴F•LOB=F浮•L0C
∴,
∵F浮=ρ水V排g=ρ水V球g,
∴=4.5×10-4m3.
答:(1)活塞受到水的压力为3N;
(2)若不考虑活塞杆KB、细杆0C及浮球的重力时,应选择体积4.5×10-4m3的浮球.