如图是某车站厕所的自动冲水装置,圆柱体浮筒A的底面积为400cm2,高为0.2m,盖片B的面积为60cm2(盖片B的质量,厚度不计).连接AB是长为0.3m,体积和质量都不计的硬杆.当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时,盖片B被撇开,水通过排水管流出冲洗厕所.(已知水的密度为1×103kg/m3,g=10N/kg),求:
(1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时,水对盖片B的压强是多少?
(2)浮筒A的重力是多少?
(3)水箱中水多深时盖片B又自动关上?
解:
(1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时,水深:
h=0.3m+0.2m=0.5m,
水对盖片B的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5000Pa;
(2)水对盖片B的压力:
F=ps=5000Pa×60×10﹣4m2=30N;
杆对浮筒的拉力等于水对盖片B的压力,即:F′=30N