问题
填空题
因为地震,造成了很多堰塞湖,如图假设有一块立方体石块堵住了水的去路,设水的密度为ρ,石块的质量为m,石块的左右侧面为正方形,边长为a,宽度为b,石块与地面足够粗糙,不会滑动,水若能推倒石块,则石块的宽度b应该满足的条件是______.

答案
如图,石块与地面足够粗糙,不会滑动;水若能推倒石块,就是石块沿O点转动,设水对石块的平均压力为
,则其力臂为. F压
a;重力力臂为1 2
b,水对石块的平均压强:1 2
=. p
ρga,1 2
水对石块的平均压力:
=. F压
S=. p
ρga×a2=1 2
ρga3,1 2
由杠杆平衡条件可知,水要推倒石块:
×. F压
a>mg×1 2
b,1 2
即:
ρga3×1 2
a>mg×1 2
b,1 2
解得:
b<ρa4 2m
故答案为:b<
.ρa4 2m