| ### Условие: | | ### Условие: |
| | | |
| $4.1.2.$ В жидкости находится прямоугольная призма, размеры которой показаны на рисунке. Найдите сумму сил, действующих на переднюю и нижнюю грани призмы, если давление жидкости равно $2 \cdot 10^5$ Па. Чему равна сумма сил, действующих на призму? | | $4.1.2.$ В жидкости находится прямоугольная призма, размеры которой показаны на рисунке. Найдите сумму сил, действующих на переднюю и нижнюю грани призмы, если давление жидкости равно $2 \cdot 10^5$ Па. Чему равна сумма сил, действующих на призму? |
| | | |
|  | |  |
| | | |
| ### Решение: | | ### Решение: |
| | | |
|  | |  |
| | | |
| Давление на грани призмы: | | Давление на грани призмы: |
| | | |
| \[ | | \[ |
| P = \rho \cdot g \cdot h = 2 \cdot 10^5 ~ \text{Па}. | | P = \rho \cdot g \cdot h = 2 \cdot 10^5 ~ \text{Па}. |
| \] | | \] |
| | | |
| Так как размеры призмы малы относительно глубины, считаем давление постоянным по всей высоте. | | Так как размеры призмы малы относительно глубины, считаем давление постоянным по всей высоте. |
| | | |
| Сила давления на переднюю и нижнюю грани равны и определяются через гидростатическое давление $P$ и площадь грани призмы: | | Сила давления на переднюю и нижнюю грани равны и определяются через гидростатическое давление $P$ и площадь грани призмы: |
| | | |
| \[ | | \[ |
| F_1 = F_2 = P \cdot a^2. | | F_1 = F_2 = P \cdot a^2. |
| \] | | \] |
| | | |
| Поскольку обе грани перпендикулярны, результирующую силу найдем по теореме Пифагора: | | Поскольку обе грани перпендикулярны, результирующую силу найдем по теореме Пифагора: |
| \[ | | \[ |
| |F_{\text{R}}| = \sqrt{F_1^2 + F_2^2} = 2000 \sqrt{2} ~ \text{Н} | | |F_{\text{R}}| = \sqrt{F_1^2 + F_2^2} = 2000 \sqrt{2} ~ \text{Н} |
| \] | | \] |
| | | |
| По закону Паскаля давление компенсируется, и результирующая сила: | | По закону Паскаля давление компенсируется, и результирующая сила: |
| | | |
| \[ | | \[ |