一个横放着的圆柱形水桶,桶内盛有半桶水。设桶的底半径为R,水的密度为ρ,计算桶的一个端面上所受的压力。

admin2018-12-27  16

问题 一个横放着的圆柱形水桶,桶内盛有半桶水。设桶的底半径为R,水的密度为ρ,计算桶的一个端面上所受的压力。

选项

答案桶的一个端面是圆形,根据题意,要计算的是当水平面通过圆心时,竖直放置的一个半圆的一侧所受到的水压力。 如图3-13所示,在这个圆片上取过圆心且垂直向下的直线为x轴,过圆心的水平线为y轴。此时半圆的方程为x2+y2=R2(0≤x≤R)。以x为积分变量,它的变化区间为[0,R]。设[x,x+dx]为[0,R]上的任一小区间,半圆上相应于[x,x+dx]的位置上各点处的压强近似于ρgx,[x,x+dx]微元的面积近似于[*]因此,[x,x+dx]微元所受水压力的近似值,即压力微元为 [*] 于是所求压力为 [*]

解析
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