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No.4
- 回答日時:
水圧とは、単位面積当たりの圧力ですから、その面積には一切関係ありません。
また、水深だけに依存しますから水量も一切関係ありません。大海の浜辺で1mの水深で受ける水圧も、狭いお風呂でも深さが同じなら水圧は同じです。
もし違えば海にホースを突っ込むだけで水が汲める。
よって、いずれも同じ 60g/cm² です。(水の質量を1g/cm³ としたとき)
水圧によって蓋にかかる全荷重となると、それに面積をかけるとよいでしょう。50π,80πの単位が分かりませんから、答えは出ません。直径50cmなのか5cmなのか5mmなのか・・・
No.3
- 回答日時:
水深に関係がありますが、水量には関係ありません。
また、水圧(圧力)ということであれば、栓の大きさも関係ありません。ゲージ圧
P(ゲージ)=ρ gh
P(ゲージ):圧力
ρ:密度
g:重力加速度
h:深さ
です。
h=0.6[m]なら、
P(ゲージ):=1000[kg/cm^2]×9.8[m/s^2]×0.6[m]=5.88×10^3[N/m^2]=5.88[kPa]
です。
また、絶対圧なら、
P(絶対)=P(ゲージ)+大気圧
で、
P(絶対)=5.88[kPa}+101.3[kPa]=106[kPa]
です。
栓の大きさには関係なく、同じです。
栓にかかる力(水圧ではない)ということなら、実際の感覚に合うようにゲージ圧で計算すれば、
F=P(ゲージ)×S
F:力
P(ゲージ):圧力
S:断面積
だから、
50π(この表示の仕方は慣例的・現場的なものだが)のもの、
F=5.88×10^3[N/m^2]×π/4×0.05^2[m^2]=11.5[N]
80πのもの、
F=5.88×10^3[N/m^2]×π/4×0.08^2[m^2]=29.5[N]
です。
一般でよく使われる、テレビなんかでいういい加減な言い方のkgで表せば、
50πのもの、
11.5/9.8=1.2[kg]
80πのもの、
29.5/9.8=3.0[kg]
の力ということになる。正しい単位は、[重量キログラム](=[kgw]=[kgf])ということだが、現在公式には使われない、まして[kg]なんという「力」の単位はない。[kg]は質量の単位です。
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