Мощность равна энергии, которая необходима, чтобы поднять требуемую массу воды на высоту башни за секунду. Значит сначала надо узнать, сколько воды в секунду требуется жителям. На каждого человека в сутки нужно 10 л воды. Так как плотность воды равна 1кг/л, то будем считать сразу массу, а не объём. Значит в секунду жителю нужно 10/86400 кг воды. (86400 это секунд в сутках 60*60*24=86400). В итоге всем жителям в каждую секунду требуется воды 20000*10/86400 кг=2,32 кг (округлённо). Чтобы поднять эту массу на высоту 50 м необходима энергия E=mgh; E=2.32*10*50=1160 Дж. Так как такая энергия нужна каждую секунду, то по сути такой мощности и должен быть насос P=1160 Вт.
Чем меньше плотность тела по сравнению с плотностью жидкости, тем меньшая часть тела погружена в жидкость. Жидкость давит на дно и стенки сосуда, а если внутрь ее поместить какое-нибудь тело, то оно так же будет подвергаться давлению. Нас будет интересовать действие сил действующих на верхнюю и нижнюю грани, погруженного параллелепипеда. Эту силу называют выталкивающей силой: Fвыт=F2-F1, где: • F1 - сила действующая на верхнюю грань • F2 - сила действующая на нижнюю грань Попробуем расчитать эту силу. Силы F1 и F2 можно расчитать, зная их площади и давление жидкости на уровнях этих граней, тогда F1=p1*S1, a F2=p2*S2. В свою очередь p1=ρж*g*h1, a p=ρж*g*h2, а S1=S2=S. Получаем формулу Fвыт=ρж*g*h2*S-ρж*g*h1*S=ρж*g*S*(h2-h1)=ρж*g*S*h, где h - высота параллелепипеда. S*h=V, ρж*V=mж - масса жидкости в объеме параллелепипеда. В итоге у нас получается формула: Fвыт=g*mж=Pж То есть выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного в нее тела. Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, направлена противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу Силу, выталкивающую тело из жикости или газа, называют архимедовой силой. Из полученной формулы FА=Pж=g*mж можно выразить массу жидкости через ее плотность и объем тела, погруженного в эту жикдость (так как объем вытесненной телом жидкости равен объему тела, погруженного в жидкость. тогда получим: FА=g*ρж*Vт. Архимедову силу так же можно определить как две силы действующие в противоположные стороны, тогда вес тела в жидкости (P1) будет меньше тела в ваакуме (P) на архимедову силу, т. е: P1=P-FА или P1=g*m -g*mж . Плавание тел Возможны три случая: • Если сила тяжести (Fтяж) больше архимедовой силы (FА) , то тело будет тонуть. (Fтяж) >(FА) - тело тонет • Если сила тяжести (Fтяж) меньше архимедовой силы (FА) , то тело будет всплывать. (Fтяж) >(FА) - тело всплывает • Если сила тяжести (Fтяж) равна архимедовой силы (FА) , то тело будет плавать. (Fтяж) >(FА) - тело плавает Чем меньше плотность тела по сравнению с плотностью жидкости, тем меньшая часть тела погружена в жидкость
В итоге всем жителям в каждую секунду требуется воды 20000*10/86400 кг=2,32 кг (округлённо).
Чтобы поднять эту массу на высоту 50 м необходима энергия E=mgh;
E=2.32*10*50=1160 Дж.
Так как такая энергия нужна каждую секунду, то по сути такой мощности и должен быть насос P=1160 Вт.
• F1 - сила действующая на верхнюю грань
• F2 - сила действующая на нижнюю грань
Попробуем расчитать эту силу. Силы F1 и F2 можно расчитать, зная их площади и давление жидкости на уровнях этих граней, тогда F1=p1*S1, a F2=p2*S2.
В свою очередь p1=ρж*g*h1, a p=ρж*g*h2, а S1=S2=S.
Получаем формулу Fвыт=ρж*g*h2*S-ρж*g*h1*S=ρж*g*S*(h2-h1)=ρж*g*S*h, где h - высота параллелепипеда. S*h=V, ρж*V=mж - масса жидкости в объеме параллелепипеда. В итоге у нас получается формула: Fвыт=g*mж=Pж
То есть выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного в нее тела.
Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, направлена противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу
Силу, выталкивающую тело из жикости или газа, называют архимедовой силой. Из полученной формулы FА=Pж=g*mж можно выразить массу жидкости через ее плотность и объем тела, погруженного в эту жикдость (так как объем вытесненной телом жидкости равен объему тела, погруженного в жидкость. тогда получим: FА=g*ρж*Vт.
Архимедову силу так же можно определить как две силы действующие в противоположные стороны, тогда вес тела в жидкости (P1) будет меньше тела в ваакуме (P) на архимедову силу, т. е: P1=P-FА или
P1=g*m -g*mж
.
Плавание тел
Возможны три случая:
• Если сила тяжести (Fтяж) больше архимедовой силы (FА) , то тело будет тонуть. (Fтяж) >(FА) - тело тонет
• Если сила тяжести (Fтяж) меньше архимедовой силы (FА) , то тело будет всплывать. (Fтяж) >(FА) - тело всплывает
• Если сила тяжести (Fтяж) равна архимедовой силы (FА) , то тело будет плавать. (Fтяж) >(FА) - тело плавает
Чем меньше плотность тела по сравнению с плотностью жидкости, тем меньшая часть тела погружена в жидкость