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发表于 2008-7-8 21:46:13| 字数 1,036| - 中国–贵州–贵阳 电信
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冲水马桶的原理
同学们一定都在为学好物理而苦恼吧!书本上的文字和物理公式是不是很乏味呢?虽然我也这么想过,但不得不承认的是,物理学在生活当中确实是很有用的。你的一举一动都跟物理有着密切的关系,不是吗?我们要学会从生活中发现物理,从而认识物理,最后爱上物理这才是最有价值的。
举个例子,马桶可能是大家每天必用的东西了,但有谁想过它的工作原理呢?我对我家的马桶做了一点点的研究。
以下是我家马桶的基本构造:储水箱中主要有两大部分组成,杠杆组(动力组),浮标组,分别建在排水口和入水口之间,杠杆组由三条杠杆组成,施力于第一条杠杆(动力杆),带动第二条杠杆(传动杆)第二条杠杆巧妙的改变了力的方向,使第三条杠杆向上运动,同时带动橡胶塞,即放水,从放入到开始储水共需6s 的时间,测的水箱长L=0.33m,宽wd=0.17m,水位高h1=0.13m,储水量v=L．wd．h1=7.3×10-3m3,根据m=ρv可以算出m水=103kg/m3×7.3×10-3m3=7.3kg,但由于从排水口到箱底还有h2=0.02m的距离(如图1)所以实际储水量V实=L．wd．(h1-h2)=6.2×10-3m3,m水=ρ水V实=6.2kg,根据ρ=w/t,我们可以求得冲水的效率为p1=Gh/t1=m水g．(h1-h2)/t1=1.14J,根据p2=ρsh我们可以求出排水口的压强为p2=ρ水g(h1-h2)=1100pa,当箱内的水位降低到排水口处,既离箱底0.02米处,由于橡胶的密度比水的小所以当水位线到达橡胶塞边缘的时候,橡胶塞随着水下沉,直至塞入排水口,即完成排水工作。
第二个大部分是浮标部分,在一个大直杆上套着一个类似倒扣着的大碗的大浮标,浮标的边上固定着一根铁丝,铁丝连接着一个形似门把手的“手”闸,当水满时,铁丝拉紧手闸;进水口关闭,当水位降低时,铁丝变松,慢慢“松”开手闸,水就顺着一只皮管流了进来,就这样,浮标组配合杠杆组完成了一冲水循环,有人会问,那浮标不会下沉吗?答案是,当然不会。它的结构就像一只倒扣的碗,中间储满了空气,它的半径r=0.037m,入水的进口排水量v排=1.3×10-5m3,根据F浮=ρ水gv排可以算出浮力为F浮=ρ水gv排=0.13N,也可以根据F浮=G推算出浮标质量约为13克这就是冲水马桶的冲水马桶的基本原理了.经计算,每次冲水的水价约为0.8分/次,虽然钱少,但节约用水最重要。
要想学好物理,就要善于从生活中发现,要想生活的好物理知识也是必不可少的。 |
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