Question

图是某车站厕所的自动冲水装置，圆柱体浮筒A的底面积为400cm2，高为0.2m，盖片B的面积为60cm2（盖片B的质量，厚度不计）。连接AB是长为0.3m，体积和质量都不计的硬杆。当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被撇开，水通过排水管流出冲洗厕所。（已知水的密度为1×103kg/m3,g=10N/kg）

请解答下列问题：

（1）当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压力是多少？

（2）浮筒A的重力是多少？

（3）水箱中水多深时盖片B又自动关上？ 　

　　

Answer 1

（1）P＝ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5000Pa     1分

F＝Ps=5000Ps×60×10-4m2=30N    1分

（2）F全浮＝ρ水V全排g=1×103kg/m3×400×10-4m2×0.2m×10N/kg=80N  1分

GA＝F全浮－F＝80N－30N＝50N　　　1分

（3）设圆柱体浮筒A浸在水中的深度为h1时，盖片B又自动关上则F浮＝GA

ρ水V排g=GA　　　　1×103kg/m3×400×10-4m2×h1×10N/kg=50N   1分

h1=0.125m   水箱中水的深度h2=0.125m+0.3m=0.425m     1分