Стеклянный сплошной куб, ребро которого 12 см, лежит на дне открытого аквариума, наполненного водой. Найдите силу с которой куб давит на дно аквариума в случае, когда куб плотно прилегает к дну. Высота столба воды над кубом равна 30 см. Атмосферное давление не учитывать.
В случае плотного прилегания куба ко дну аквариума слой воды между кубом и дном аквариума отсутствует. Следовательно, выталкивающая сила на куб не действует.
Давление куба на дно складывается из давления самого куба плюс давление воды над кубом:
p = p₁ + p₂ = ρ₁gV/S + ρ₂gh = ρ₁ga + ρ₂gh ,
где: ρ₁ = 2500 кг/м³ - плотность стекла
g = 10 H/кг - ускорение своб. падения
a = 0,12 м - ребро куба
ρ₂ = 1000 кг/м³ - плотность воды
h = 0,3 м - высота жидкости над кубом
Тогда:
p = 2500·10·0,12 + 1000·10·0,3 =
= 3000 + 3000 = 6000 (Па)
Сила, с которой куб давит на дно аквариума:
F = pS = 6000 · 0,0144 = 86,4 (H)