2018-01-27
В сосуд имеющий форму прямого кругового усеченного конуса с радиусом дна $R = 10 см$, налита вода так, что ее уровень находится на высоте $h = 10 см$ от дна. Определите силу $F$ давления воды на боковую поверхность сосуда, если образующая конуса составляет угол $\alpha = 45^{ \circ}$ с его высотой
Решение:
Давление жидкости изменяется с глубиной по линейному закону, его среднее значение $\rho_{ст} = \frac{1}{2} p = \frac{1}{2} \rho gh$ (рис.)
Сила давления воды на боковую стенку сосуда $F = p_{ст}S_{бок}$; площадь боковой поверхности усеченною конуса равна $S_{бок} = \pi (R + r)l; l = \frac{h}{ \cos \alpha}$;
$r = R - h tg \alpha$;
$S_{бок} = \pi (R - h tg \alpha) \frac{h}{ \cos \alpha}$;
$F = \frac{ \rho g h^{2} \pi}{2 \cos \alpha} (2R - h tg \alpha) = 21,8 Н$.