Dưới đáy một thùng gỗ có một lỗ hình tròn tiết diện S = 12cm2. Đậy kín lỗ bằng một nắp phẳng được ép từ ngoài vào bởi một lò xo có độ cứng k = 100 N/m.

103/235

Dưới đáy một thùng gỗ có một lỗ hình tròn tiết diện S = 12cm². Đậy kín lỗ bằng một nắp phẳng được ép từ ngoài vào bởi một lò xo có độ cứng k = 100 N/m. Đổ vào thùng một lớp nước dày h = 20 cm. Khối lượng riêng của nước là 10³ kg/m³. Lấy g = 10 m/s² . Để nước không bị chảy ra ngoài ở lỗ đó thì lò xo bị nén một đoạn ít nhất là bao nhiêu?

2 cm.

2,4 cm.

2,8 cm.

3 cm.

Giải thích

Đáp án

2,4 cm.

Giải thích

Áp suất thủy tĩnh ở đáy thùng: \(p = {p_0} + \rho gh\)

Áp lực lên nắp đậy: \(F = p.S = {p_0}.S + \rho gh.S\)

Lò xo khi bị nét một đoạn x cùng với áp suất của khí quyển đã tác dụng lên nắp đậy một lực từ ngoài vào là: \(F' = kx + {p_0}.S\)

Điều kiện để nước không chảy ra ngoài là: \(F' \ge F \to kx + {p_0}.S \ge {p_0}.S + \rho gh.S\)

\( \to x \ge \frac{{\rho ghS}}{k} = 0,024\;{\rm{m}} = 2,4\;{\rm{cm}}\).