如图所示的水桶,质量为2kg,底面积为500cm2,高50cm.将此水桶放在水平地面上,向水桶内倒入30kg的水,此时水面到桶底的距离为40cm.当小明用竖直向上的力F提水桶,但没有提起来时,水桶
问题描述:
如图所示的水桶,质量为2kg,底面积为500cm2,高50cm.将此水桶放在水平地面上,向水桶内倒入30kg的水,此时水面到桶底的距离为40cm.当小明用竖直向上的力F提水桶,但没有提起来时,水桶对地面的压强减小3000Pa.(g=10N/kg)求:
(1)F的大小为多少?
(2)提水桶前,水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小多少?
(3)提水桶后,水对水桶底的压强比水桶对地面的压强大多少?
答
(1)拉力F的大小为:
F=△ps=3000Pa×500×10-4m2=150N;
(2)水对水桶底的压强:
p水=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4000Pa,
水桶对地面的压强:
p地=
=F s
=G s
=(m桶+m水)g s
=6400Pa,( 2kg+30kg)×10N/kg 500×10−4m2
所以提水桶前,水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小:
p地-p水=6400Pa-4000Pa=2400Pa;
(3)提水桶后,水桶对地面的压强:
P地′=p地-3000Pa=3400Pa,
水对水桶底的压强比水桶对地面的压强大:
P地′-p水=4000Pa-3400Pa=600Pa.
答:(1)F的大小为150N;
(2)提水桶前,水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小2400Pa;
(3)提水桶后,水对水桶底的压强比水桶对地面的压强大600Pa.