Το ανοικτό κυλινδρικό
δοχείο του παρακάτω σχήματος, έχει εμβαδόν βάσης Α=0,25m2
και περιέχει λάδι με πυκνότητα ρλ=900Κgr/m3
και νερό με πυκνότητα ρν=1000Κgr/m3.
Τα ύψη των δύο υγρών είναι hλ=2m και hν=3m αντίστοιχα.
Α) Να υπολογίσετε:
i.
τη συνολική πίεση στη βάση του δοχείου
και
ii.
τη δύναμη που δέχεται η βάση του δοχείου
από το σύστημα των υγρών.
Β) Να κατασκευάσετε το
διάγραμμα της υδροστατικής πίεσης σε συνάρτηση με το βάθος y
από
την ελεύθερη επιφάνεια, σε βαθμολογημένους άξονες.
Γ) Στην ελεύθερη
επιφάνεια του λαδιού τοποθετούμε εφαρμοστό έμβολό βάρους w=100Ν και ταυτόχρονα εξασκούμε μια
σταθερή κατακόρυφη δύναμη F
με
φορά προς τα κάτω. Τότε η πίεση σε ένα σημείο του πυθμένα γίνεται ίση με 1,5.105pa. Να υπολογίσετε το μέτρο της
δύναμης F
Δ) Αφαιρούμε το έμβολό
και βυθίζουμε στο δοχείο έναν μικρό κύλινδρο ύψους h=0,2m και εμβαδού διατομής Ακ,
οπότε παρατηρούμε ότι ισορροπεί κατακόρυφα, σε μια νέα θέση στην οποία είναι
βυθισμένος κατά x=0,15m στο νερό. Θεωρώντας την άνοδο της
στάθμης των υγρών αμελητέα, να υπολογίσετε την πυκνότητα του κυλίνδρου.
Δίνεται ότι: g=
10m/s2 και patm=105pa.
Για να δείτε τη λύση πατήστε εδώ.