Ta có:

+ Phần nước nằm giữa mặt gương và mặt nước tạo thành một lăng kính bằng nước.

+ Xét một dải sáng trắng hẹp phát ra từ mép của vạch đen trên trán, chiếu đến mặt nước. Dải sáng này là khúc xạ vào nước, phản xạ trên gương, trở lại mặt nước, lại khúc xạ ra ngoài không khí và đi vào mắt người quan sát. Dải sáng này coi như đi qua lăng kính nước nói trên, nên nó bị phân tích ra thành nhiều dải sáng màu sắc như cầu vồng. Do đó khi nhìn vào phần gương ở trong nước ta sẽ không thấy vạch đen mà thấy một dải nhiều màu.

Muốn chiếc kim nổi trên mặt nước thì hiệu số giữa trọng lượng P và lực đẩy Ác-si-mét  F A  tác dụng lên chiếc kim phải lớn hơn hoặc bằng lực căng bề mặt F c  của phần mặt nước đỡ chiếc kim nổi trên nó (H.37.2G) :

P –  F A  >  F c

Gọi d là bán kính, l là chiều dài và D là khối lượng riêng của chiếc kim, còn D 0  và σ là khối lượng riêng và hệ số căng bề mặt của nước.

và  F A  =  D 0 .1/2. π d 2 /4 . lg (trọng lượng nước bị một nửa phần chiếc kim chìm trong nước chiếm chỗ), đổng thời chú ý rằng d = 0,05l hay l = 20d, ta tìm được :

Từ đó suy ra :

Thay số, ta được :

Đáp án: A

Gọi độ cao của một lỗ thủng trên thành bình là h.

Tại thời điểm mặt thoáng của nước cách lổ khoảng h₁ = H - h, vận tốc phần tử nước ở mặt thoáng bằng không, vận tốc phần tử nước ở lỗ là v₀, ta có:

(H là độ cao của bình nước)

Xét chuyển động của một giọt nước khi vừa bắn ra khỏi lỗ cho đến lúc va chạm bàn.

Theo định luật bảo toàn cơ năng, ta có:

Vận tốc của nước khi vừa chạm bàn:  v = 2 g h

Giá trị này không phụ thuộc h, nghĩa là mọi tia nước khi rơi chạm bàn đều có cùng một độ lớn vận tốc.

Gọi độ cao của một lỗ thủng trên thành bình là h. Theo công thức Toorrixenli, vận tốc của tia nước khi vừa mới phun ra khỏi lỗ là:  v 0 = 2 g ( H − h ) .

Xét chuyển động của một giọt nước khi vừa bắn ra khỏi lỗ cho đến lúc va chạm bàn.

Theo định luật bảo toàn cơ năng, ta có:   m g h + 1 2 m v 0 2 = 1 2 m v 2

  ⇒ m g h + 1 2 m 2 g ( H − h ) = 1 2 m v 2 hay  m g H = 1 2 m v 2

Vận tốc của nước khi vừa chạm bàn:  v = 2 g H .  

Giá trị này không phụ thuộc h, nghĩa là mọi tia nước khi rơi chạm bàn đều có cùng một độ lớn vận tốc.

a. Nước cao 15cm

Diện tích đáy thùng nhôm là: \(S=3,14.R^2=3,14.0,05^2=0,00785(m^2)\)

Thể tích nước chứa trong thùng là: \(V=S.h=0,00785.0,15=0.0011775(m^3)\)

Khối lượng nước là: \(m=V.D=0.0011775.1000=1,1775(kg)\)

Trọng lượng của thùng nước là: \(P=(3+1,1775).10=41,775(N)\)

Áp suất của thùng tác dụng lên sàn nhà là: \(p=\dfrac{P}{S}=\dfrac{41,775}{0,00785}=5321(N/m^2)\)

b. Nước cao 40cm

Diện tích đáy thùng nhôm là: \(S=3,14.R^2=3,14.0,05^2=0,00785(m^2)\)

Thể tích nước chứa trong thùng là: \(V=S.h=0,00785.0,4=0.00314(m^3)\)

Khối lượng nước là: \(m=V.D=0.00314.1000=3,14(kg)\)

Trọng lượng của thùng nước là: \(P=(3+3,14).10=61,4(N)\)

Áp suất của thùng tác dụng lên sàn nhà là: \(p=\dfrac{P}{S}=\dfrac{61,4}{0,00785}=7822(N/m^2)\)

Phần nước nằm giữa mặt gương và mặt nước tạo thành một lăng kính bằng nước. Xét một dải sáng trắng hẹp phát ra từ mép của vạch đen trên trán, chiếu đến mặt nước. Dải sáng này khúc xạ vào nước, phản xạ trên gương, trở lại mặt nước, lại khúc xạ ra ngoài không khí và đi vào mắt ta. Dải sáng này coi như đi qua lăng kính nước nói trên, nên nó bị phân tích ra thành nhiều dải sáng màu sắc như cầu vồng. Do đó khi nhìn vào phần gương ở trong nước ta sẽ không thấy vạch đen mà thấy một dải nhiều màu.