问题详情:
某工厂设计了一个蓄水池(如图5所示),水源A罐的夜面高度h1保持不变。罐底有一个小出水口,面积为S1。孔下通过一个截面积为S2活塞与杠杆BC相连。杠杆可绕B端上下转动,另一端有一个中空的圆柱形浮子,横截面积为S3,BO是杠杆总长的 。原设计打算当杠杆水平时,浮子浸入水深为h2,活塞恰好能赌住出水口,但在使用时发现,活塞离出水口尚有极小一段距离时,浮子便不再上浮,此时浮子没入水深为h3。为了使活塞自动堵住出水口,只得将浮子的重量减去G'。试求浮子应减去重量G'的大小。(活塞及连杆的重量不计,杠杆所受浮力不记。)
【回答】
设浮子原重为G,杠杆长为l。浮子减重G'后,由倾斜变文水平。 上升高度为h3-h2, 活塞上升 活塞减重前,杠杆平衡时 (S3 h3ρ水g-G)l=ρ水gS2(h1+Δh) (1) 浮子减重后 〔S3h2ρ水g-(G-G')〕l=ρ水gS1h1 (2) 解上面的联立方程,可得 G'=(1/3)ρ水g〔S1h1+3S3(h3-h2)-S2(h1+)〕
知识点:物理竞赛
题型:计算题