• ベストアンサー

物理の力学の問題です

物理力学の問題です。 実際にある試験出題された問題です。 (問題)  添付画像のように、家屋の周りが、扉の下端から0.5 (m) の位置まで水につかった。このとき、水圧により、幅1 (m) の扉が受ける力はいくらか。ただし、水の密度を10^3 (kg/m^3) 、重力加速度を9.8 (m/s^2)とし、屋内は大気圧にあるものとする。 (解答) 1200 (N) 以上です。  私は、全く分かりませんでした。  解き方の分かる方おられましたら教えてください。  よろしくお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • wek00
  • ベストアンサー率62% (90/145)
回答No.1

ここでいう水圧は重さによって生じる圧力のことですね。 重みとそれを支える力がつりあっているから動き出さないわけです。 水深 s [m] 水の密度 m [kg/m^3] 重力加速度 g [m/s^2] のとき、 水圧 p(s) = ms [kg/m^2] = mgs [N/m^2] 垂直面の場合、水圧による力は 幅を w [m] とすると ∫∫p(s)dsdw = ( 1/2*m*g*s^2 - 0 ) * w - 0 = 1225 [N] (0は定積分のs=0・w=0の項の残骸です) あれ?まあ約1200ってことで許してつかぁさい 参考: 水圧ってそんなにすごいんですか?例えば水没した車(車内は浸水してい... - Yahoo!知恵袋 detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1098851455

tfkae0124
質問者

お礼

お二方ともご回答ありがとうございました。  ようやく解けました。  またよろしくです。

その他の回答 (1)

  • gohtraw
  • ベストアンサー率54% (1630/2966)
回答No.2

No1さんのご回答に若干補足します。 水深Sの地点では、それよりも上方にある水の質量によって水圧が生じます。 例えば水深1mの場合、1m^2の面積で考えると上方には 1m^3の水が存在するので、水圧は 1000kg/m^2=9800N/m^2 となります。 また、No1さんのご回答は二重積分になっていますが、wは1mで一定なので w・∫p(s)ds としても同じ結果になります。

関連するQ&A

  • 高校物理の問題

    仕事率P[W]のポンプで高さH[m]の位置にあるタンクに一定の速さで汲み上げる。ポンプが毎秒汲み上げることができる水の体積を求めよ。ただし水の密度をρ[kg/m^3]、重力加速度をg[m/s^2]とする。 この問題の解き方を詳しく教えてください。

  • 物理力学です

    (1)ある星の表面において初速度V0「m/s」で,質量m「kg」のボールを真上に投げたところ、投げてらか戻るまでにT「s」を要した。記号V0、m、Tを必要に応じて用い、重力加速度α「m/s^2乗」を表せ。ただし大気の影響は無視し、ボールに働く重力は大きさが常に一定であると仮定する。 (2)初速度V0「m/s」でこの星の表面において質量m「kg」のボールを45°の角度に投げあげたところ、距離L「m」だけボールが飛んだ。記号α、V0、mを必要に応じて使い、Lを表せ。ただし、ボールに働く重力は大きさ及び方向が常に一定であると仮定する。 以下(3)~(5)までは、星の半径をR「m」とし、この星の内部が密度ρ「kg/m^3乗」の一様な物質で満たされた球体であると考える。αは星の表面での重力加速度であり、万有引力定数をG「N*m^2乗/kg^2乗」とする。これらの定数を用いて以下の問いに答えよ。 (3)この星の表面からH「m」だけ上空における場所での重力加速度をβ「m/s^2乗」とする。記号ρ、H、R、G、をもちいて重力加速度βを求めよ。 (4)星の中心における重力加速度をγ「m/s^2乗」とする。γの大きさは次のうちどれが正しいか。 ア、γ=∞ イ、α<γ<∞ ウ、γ=α エ、0<γ<α オ、γ=0 (5)この星のαが9.8「m/s^2乗」、星の全周(大円)が4.0*10^7乗「m」の場合Gを6.7*10^11「N*m^2乗/kg^2乗」として、この星の密度ρ「kg/m^3乗」を、求めよ。 よろしくお願いします。

  • 流体力学が分からなくて困っています

    (1)図において水平管の狭部A点の内径をd1=2cm,管端Bの内径をd2=3cmとし、水の流量が0.1m^3/minであるとき、Aに連絡しているガラス管は、管器の水を何m吸い上げるか?水の密度を1000kg/m^3、重力加速度9.8m/s^2として計算せよ。 (2)水ではなく空気(密度1.23kg/m^3)を流し、水平管の管端を40m/sで流出させたら容器の水は何m上昇するか? Lの求め方がまったくわからないのでどなたか教えてください。

  • 流体力学の問題です

    下記の問題の[1][2]は分かるのですが、[3]が理解できません。 [3]について式を立てるところから教えて頂けないでしょうか? 揚水ポンプを考える。吸込管の内径は80mm、揚水管の内径は65mmであり、このポンプを用いて毎分体積流量V'が1.2m^3/minの水を、高さ10mの位置に揚水している。この揚水量におけるポンプの全揚程Htは15mであり、ポンプ効率ηは0.7である。 水の密度ρは1000kg/m^3、重力加速度gは9.8m/s^2、円周率πは3.14とする。 1)ポンプの所要動力L'はL'=[1](W)で表される。 2)揚水管(内径65mm)における水流の単位質量辺りの運動エネルギーは、吸込管(内径80mm)における運動エネルギーより[2](J/kg)大きい。 3)力学エネルギー保存の式より、10m揚水した後の管内水圧は、吸込管における水圧より[3](Pa)高くなる。 [1]はρ・g・Ht・V'/(60η)です。 [2]は10.259(J/kg)です。 [3]は3.9*10^4Paです。

  • 物理 力学的エネルギーについての問題

    問15、質量2.0kgの物体を地面から高さ10mの位置から真上に速さ8.0m/sで投げ上げた。次の問題を答えよ。ただし、重力加速度を9.8m/s^2とする。                        (1)、地面に到達するときの速さを、力学的エネルギー保存則を用いて求めよ。            (2)、地面に到達するときの速さを、鉛直投げ上げ運動の公式を用いて求めよ。            この問題の解説を途中式を加えてわかりやすく教えてもらえるとありがたいです。

  • 流体力学の問題で質問です。

    以下の問題の解法がわかりません。 教えて頂けると大変助かります。どうか宜しくお願い致します。 管内を流れる空気の全圧と静圧との差圧をピトー管により測定したところ、水 柱でh=48mmAqであった。このとき、管内を流れる空気の速度v1を求めよ。ただし、重力加速度 g= 9.8m/s^2、空気の密度ρa= 1.2kg/m^3、水の密度ρw= 1,000kg/m^3とする。

  • 明日試験なんです!物理

    この問題がわかりません 水中のある深さで測ったところ1,99×100000Pa これから水深hメートルである 大気圧を1,01×100000Pa水の密度を1,0×1000 km/mの三乗 重力加速度9,8m/sの二乗 この答えの式が1,99×100000=1,01×100000+ 1,0×1000×9,8×h この公式ってなんですか?まったくわかりませんのでお願いします

  • 水圧、浮力の問題

    深さ35mの水の中での水圧は何Paか。 ただし、水の密度は1.0×103乗 kg/リッポウメートル 重力加速度の大きさは9.8 m/秒とし、大気圧は考えないものとする。 体積6.5×10-5乗リッポウメートルのピンポン玉が、ビーカーの中で水中に糸で固定されている。 このピンポン玉に働く浮力は何Nか。 ただし、水の密度は1.0×103乗 kg/リッポウメートル、重力加速度の大きさは9.8 m/秒とする。 これらの問題がわかる人は回答お願いします。

  • [大学]流体力学の問題

    流速U=20m/sの空気(25℃、密度P=1.167kg/m^3)の流れにピトー管を挿入する。全圧P1と静圧Psの気圧を傾斜角30°の傾斜マノメータを用いて測定した。 液面の移動量L(mm)はいくらか。  ただしマノメータに使用している水の比重S=0.7866とし1気圧における密度Pw=1000[Kg/m^3]とする。 たすけてください・・・

  • 物理の問題です。

    『軽くて体積が無視できるばねに体積1、0×10^ー5m^3のおもりをつるしたところ、ばねの長さは0、200mであった。 つぎに、ばねにつるしたまま、おもり全体を密度13、6×10^3kg/m^3の水銀中完全に沈めたところ、ばねの長さは0、185mとなった。このばのばね定数は□N/mである。 なお、重力加速度の大きさを10m/s^2とする。』 《□の解答群》 ①2、5×10 ②9、1×10 ③1、1×10 ④1、9×10^2 ⑤2、0×10^2 ⑥2、5×10^2 できれば簡単な解説もつけて教えてください。