Question

【題目】有一個如圖所示的兩端開口的彎管形容器，從粗端向容器中灌水，在細端用一個橫截面積是0.01m2的活塞堵住，活塞可在細管內無摩擦地滑動。當H=30cm，h=10cm時，在活塞上放置一個重力是10N的砝碼，活塞靜止。（g取10N/kg）求：

（1）水對活塞的壓強；

（2）活塞的重力。

Answer 1

【答案】(1)2×103Pa；(2)10N

【解析】

(1)活塞下表面所處的深度：

h水=H-h=0.3m-0.1m=0.2m，

水對活塞下表面的壓強：

p水=ρ水gh水=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa；

(2)水對活塞下表面的壓力：

F=p水S=2×103Pa×0.01m2=20N，

因為活塞和砝碼靜止，所以水對活塞下表面的壓力等于砝碼和活塞受到的重力之和，即

F=G碼+G塞，

則活塞的重力：

G塞=F-G砝=20N-10N=10N。

答：(1)水對活塞的壓強為2×103Pa；

(2)活塞的重力為10N。