1.一圓錐形容器高h,底半徑為r,內充滿密度為d之液體。擺放方式為尖端朝下(沒開口),底面朝上(開口)。求整個側面所受液體總力為?
2.承第一題,若擺放方式改為底面朝下(有底),尖端朝上(開小口),則答案為?
45959595 發表於 2012-6-17 13:22 
總力呀..
1. 因為瓶子尖端朝下,所以受力全都是在側面,所以側面總力就是液重了....自己算嘿
圓錐體積會算吧?
2.這題有趣了.... 我是很想說自己先想想
瓶子側部有受力,方向是向斜上,往外的分量會抵消,所以,側邊受的合力,是 " 向上的 "
從另一個角度看,瓶子側邊底面都受力,側力和底力的合力 = 液重,但是側力向上,底力和液重都向下
所以以數值來計算的話,是 底力 - 側力 = 液重 (以向量來看的話,是 底力 + 側力 = 液重)
底力 = 底壓力 * 底面積 = hd*πr²
液重 = πr²hd/3
所以側力 = 底力 - 液重 = 2πr²hd/3
你如果想直接算側壓,也不是不可以,不過這有微積分的概念
假設a是瓶子的角度,即 tan(a) = h/r,液體密度改寫成D,免得和微量的 d 搞混
液面下x處,壓力是xD,環面積是2πr(x/h)[dx/sin(a)]
dF = xD2πr(x/h)[dx/sin(a)]
合力(向上) = ∫(0→h)xD2πr(x/h)[dx/sin(a)]cos(a) = ∫(0→h)xD2πr(x/h)(r/h)dx
= D2πr²/h²∫(0→h)x²dx = 2πr²D/h²(h³/3) = 2πr²hD/3 (一樣) |