Question

1.0 m² क्षेत्रफल के वर्गाकार आधार वाले किसी टैंक को बीच में ऊर्ध्वाधर विभाजक दीवार द्वारा दो भागों में बाँटा गया है। विभाजक दीवार के नीचे 20 cm² क्षेत्रफल का कब्जेदार दरवाजा है। टैंक का एक भाग जल से भरा है तथा दूसरा भाग 1.7 आपेक्षिक घनत्व के अम्ल से भरा है। दोनों भाग 4.0 m ऊँचाई तक भरे गए हैं। दरवाजे को बंद रखने के लिए आवश्यक बल परिकलित कीजिए।

Answer 1

दरवाजे को बंद रखने के लिए आवश्यक बल

F = विभाजक दीवार के दोनों ओर का दाबांतर × दरवाजे का क्षेत्रफल

= (अम्ल स्तंभ का दाब – जल स्तंभ का दाब) × A

= (h . ρ_अम्ल × g - h × ρ_जल × g) × A

या F = h .  ρ_जल g `[ρ_"अम्ल"/ρ_"जल" - 1]` A

परन्तु यहाँ ρ_अम्ल/ρ_जल अम्ल का आपेक्षिक घनत्व = 10⁷; g = 9.8 m/s²

h = 4.0 m, ρ_जल = 10³ kg - m^-3

तथा A = 20 cm² = 20 × 10^-4 m²

∴ F = 4.0 m × 10³ kg - m^-3 × 9.8 m/s² [1.7 - 1] × 20 × 10^-4 m²

= 54.88 N

= 55 N