Question

为估算池中睡莲叶面承受出滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水上升了45mm．查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为12m/s．据此估算该压强约为（设雨滴撞击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×10³ kg/m³）（　　）

A．0.15Pa

B．0.54Pa

C．1.5Pa

D．5.4Pa

Answer 1

由于是估算压强，所以不计雨滴的重力．设雨滴受到支持面的平均作用力为F．设在△t时间内有质量为△m的雨水的速度由v=12m/s减为零．以向上为正方向，对这部分雨水应用动量定理：
　F△t=0-（-△mv）=△mv．得到F=

△m

△t

v
设水杯横截面积为S，对水杯里的雨水，在△t时间内水面上升△h，则有△m=ρ S△h
 F=ρSv

△h

△t

．压强P=

F

S

=ρV

△h

△t

=103×12×

45×10-3

3600

=0.15（Pa）
故选 A