题目
2.简答题一边长为a米的正方形薄板垂直放入水中,使该板的上边距离水面1米,试求该薄板的一侧所受的水的压力(水的密度为 1000kg/m^3).
2.简答题
一边长为a米的正方形薄板垂直放入水中,使该板的上边距离水面1米,试求该薄板的一侧所受的水的压力(水的密度为$ 1000kg/m^{3}$).
题目解答
答案
将正方形薄板垂直放入水中,上边距水面1米,边长为 $a$ 米。水的密度为 $\rho = 1000 \, \text{kg/m}^3$,重力加速度为 $g = 9.8 \, \text{m/s}^2$。
薄板一侧所受水的压力可由积分计算:
$F = \int_{1}^{1+a} \rho g y \cdot a \, dy = \rho g a \int_{1}^{1+a} y \, dy = \rho g a \left[ \frac{y^2}{2} \right]_{1}^{1+a} = \rho g a \left( \frac{(1+a)^2 - 1}{2} \right) = \rho g a \left( a + \frac{a^2}{2} \right)$
代入数值得:
$F = 1000 \times 9.8 \times a \left( a + \frac{a^2}{2} \right) = 9800a^2 + 4900a^3$
或表示为:
$F = 4900a^2(2 + a)$
答案:
$\boxed{9800a^2 + 4900a^3}$(或$\boxed{4900a^2(2 + a)}$)