问题
计算题
如图所示,水平地面上有一质量为0.1千克、容积为2.5×10-4 米3的玻璃瓶,它的底面积为2.0×10-3 米2,瓶内盛有0.2千克的水。一只口渴的乌鸦,为了喝到瓶内的水,将每块质量为0.01千克、密度为2.5×103千克/米3的相同的小石子投入瓶中。当水面与瓶口相平时,求:
(1)乌鸦投入小石子的最少数量值n。
(2)这时,玻璃瓶对地面的压强p。
答案
解:(1)V水=m水/ρ水=0.2千克/(1.0×103千克/米3)=2.0×10-4 米3
V石子(总)=V瓶-V水=2.5×10-4 米3-2.0×10-4 米3=5.0×10-5 米3
V小石子=m小石子/ρ石=0.01千克/(2.5×103千克/米3)=4.0×10-6 米3
n=V石子(总)/V小石子=5.0×10-5 米3/4.0×10-6 米3=12.5
当乌鸦投入13块小石子后,水面就能与瓶口相平
(2)F=G=mg=(0.1千克+0.2千克+0.01千克×13-2.0×10-3 千克)×9.8牛/千克=4.1944牛
p=F/S=4.1944牛/(2.0×10-3 米2)=2097.2帕