設(shè)水箱中水面高度為h時(shí),連桿對(duì)閥門A的拉力為T,此時(shí)閥門剛好可被拉開.
此時(shí)浮子B浸入水中的深度是:h-h0,
排開的水的體積是:V排=S(h-h0)=π(
d2 |
2 |
受到的浮力:F浮=ρ水gπ(
d2 |
2 |
對(duì)浮子B根據(jù)平衡條件有:mg+T=F浮=ρ水gπ(
d2 |
2 |
即:0.4kg×10N/kg+T=103kg/m3×10N/kg×π×(
0.08m |
2 |
對(duì)放水閥門A根據(jù)杠桿的平衡條件有:Td1=ρ水gπ(
d1 |
2 |
d1 |
2 |
即:T×0.08m=103kg/m3×10N/kg×π×(
0.08m |
2 |
聯(lián)立②③式可解得:h≈0.36m.
所以水箱體的高度要至少為0.36m.
(2)已知:邊長(zhǎng)l=40cm,Q=0.2m3/h.
當(dāng)水位達(dá)到設(shè)計(jì)高度時(shí),水箱內(nèi)水的體積為:V箱=l2h-V排=(0.4m)2×0.36m-π×(
0.08m |
2 |
自來水管的流量Q=0.2m3/h 蓄滿一箱水所用時(shí)間
t=
V箱 |
Q |
0.0567m3 |
0.2m3/h |
所以,水箱放水的時(shí)間間隔約17min.
答:(1)水箱體至少0.36m,水才不會(huì)從水箱上部溢出.
(2)如果自來水管的流量為0.2m3/h,該水箱某次放水結(jié)束到下次開始放水的時(shí)間間隔約為17分鐘.