Question

如圖所示，密度為0.6×10³ kg/m³的正方體木塊，放入盛有水的容器中，此時，木塊的下表面距水面3 cm，請根據所學的物理知識，至少計算出與木塊有關的8個物理量．（g取10 N/kg）

Answer 1

（1）木塊下表面受到水的壓強：300Pa，（2）木塊的邊長l：5cm，（3）木塊的底面積：25cm²
（4）木塊的體積：125cm³（5）木塊的重力：0.75N（6）木塊所受的浮力：0.75N（7）木塊排開水的體積：75cm³
（8）木塊的質量：0.075kg

解：由題知：ρ_木=0.6×103kg/m3；h₁=3cm=0.03m；ρ_水=1.0×10³kg/m³；
（1）木塊下表面受到水的壓強：P_下=ρ_水gh₁=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.03m=300Pa；
（2）木塊的邊長l：
因為木塊漂浮在水面上，所以F_浮=G_木；        
則ρ_水V_排g=ρ_木V_木g；
即：V_排 V_木 =s?h₁ s?l =ρ_木 ρ_水 =0.6×10³kg/m³ /1.0×10³kg/m³ ="3/" 5 ；
所以：l=5cm；
（3）木塊的底面積：s=l²=（5cm）²=25cm²；
（4）木塊的體積：V=l₃=（5cm）³=125cm³；
（5）木塊的重力：G=ρ_木V_木g=0.6×10³kg/m³×1.25×10^-4m³×10N/kg=0.75N；
（6）木塊所受的浮力：F_浮=G=0.75N；
（7）木塊排開水的體積：V排="3" /5 V_木=75cm³；
或者：V排=F浮 ρ水g ="0.75N" 1.0×10³kg/m³×10N/kg  =75cm³；
（8）木塊的質量：m="G" /g ="0.75N/" 10N/kg =0.075kg．