Бутылку, закупоренную пробкой, опускают в воду и на глубине 30 м пробка пролезает в бутылку. Давление внутри бутылки 2 атмосфер. Чему равна максимальная сила трения между пробкой и бутылкой, если площадь сечения горлышка 3 см²?. Атмосферное давление возьмите равным 10⁵ Па, плотность воды 1000 кг/м³, ускорение свободного падения g=9,8 м/с².
Если пробка полезла в бутылку, то сила, действующая на пробку снаружи, меньше силы, действующей на пробку изнутри.
Снаружи на пробку действует гидростатическое давление P1, плюс атмосферное давление Pa. Изнутри на пробку действует давление воздуха внутри бутылки P2. Сила трения противодействует движению пробки вовнутрь, значит должна прибавляться к силе внутреннего давления.
$(P_1+P_a)S>P_2S+R$
$P_1=\rho gh$
$R<(\rho gh+P_a)S-P_2S$
$R<S(\rho gh+P_a-P_2)$
$R<3*10^{-4}*(1000*9,8*30+10^5-202650)$
$R<57,405\;H$
Ответ: максимальная сила трения между пробкой и бутылкой 57,405 Н
Если пробка полезла в бутылку, то сила, действующая на пробку снаружи, меньше силы, действующей на пробку изнутри.
Снаружи на пробку действует гидростатическое давление P1, плюс атмосферное давление Pa. Изнутри на пробку действует давление воздуха внутри бутылки P2. Сила трения противодействует движению пробки вовнутрь, значит должна прибавляться к силе внутреннего давления.
$(P_1+P_a)S>P_2S+R$
$P_1=\rho gh$
$R<(\rho gh+P_a)S-P_2S$
$R<S(\rho gh+P_a-P_2)$
$R<3*10^{-4}*(1000*9,8*30+10^5-202650)$
$R<57,405\;H$
Ответ: максимальная сила трения между пробкой и бутылкой 57,405 Н
Комментарии
Отправить комментарий
Здесь вы можете оставить ваш комментарий.