¡Una pregunta de física del examen de ingreso a la escuela secundaria del año pasado! ¡Por favor responda el proceso detallado! Gracias
Este es un problema integral que utiliza el conocimiento de la presión y la flotabilidad para resolver problemas prácticos, que involucran muchas fórmulas y procesos físicos. Para este tipo de problemas, los estudiantes no deben apresurarse a resolverlos. Primero, analice el proceso físico en función de las cantidades requeridas y las cantidades conocidas, forme una idea de solución y luego realice cálculos específicos.
Método de análisis: Requiere la profundidad del agua en el tanque. Según la Figura 21, se conocen la longitud del alambre delgado y el espesor de la válvula C. Si se conoce la profundidad de la boya B en el agua, entonces la profundidad de la boya B en el agua está determinada por su tensión.
Análisis de tensiones del flotador B: flotabilidad hacia arriba, gravedad hacia abajo y fuerza de tracción hacia abajo de la válvula. Como B es estacionario, existe: F flotador = GB+ F tirar. Según el principio de Arquímedes, el volumen de B en el agua del cuerpo flotante F es la profundidad en el agua, pero se desconoce la magnitud de la fuerza de atracción de F.
Análisis de tensiones de la válvula C: está sometida a una fuerza de tracción hacia arriba y a una presión hacia abajo. Como C es estático, existe: F tensión = F presión.
La fuerza de tracción de C es igual a la fuerza de tracción de C sobre B, F presión = PSC, P = ρ (H+L) g.
A partir de este análisis, los estudiantes pueden ver que F-float = GB+ F-pull se puede usar para calcular la profundidad de B en el agua y luego calcular la profundidad del agua del tanque de agua.
Respuesta de referencia
Sumerja el flotador B en agua h, la válvula C simplemente se abre.
Tomando B como objeto de investigación, el análisis de tensiones se muestra en la Figura a.
F float = GB+ F pull
Tomando C como objeto de investigación, el análisis de fuerza se muestra en la Figura b.
Fuerza de tracción = presión
Porque F tirar = F tirar
Entonces F flotar = GB+F presión.
ρ agua gSBh= mBg +ρ agua gSC(h +l)
Trae los datos: h= 30cm.
Entonces la profundidad del agua es: H=h+ l+d
=30cm+10cm+1.5cm
= 41.5 cm