Question

25届全国高中物理竞赛 12题详解

12. （8分）一座平顶房屋，顶的面积S=40m2。第一次连续下了t=24小时的雨，雨滴沿竖直方向以v=5.0m/s的速度落到屋顶，假定雨滴撞击屋顶的时间极短且不反弹，并立即流走。第二次气温在摄氏零下若干度，而且是下冻雨，也下了24小时，全部冻雨落到屋顶便都结成冰并留在屋顶上，测得冰层的厚度d=25mm。已知两次下雨的雨量相等，冰的密度为9×102kg/m3。由以上数据可估算得第二次下的冻雨结成的冰对屋顶的压力为_______N，第一次下雨过程中，雨对屋顶的撞击使整个屋顶受到的压力为_______N。

Answer 1

这两问都不难
第二次的压力是由冰的重力造成的，冰的总重量为0.025×40×900=900kg，因此，对屋顶压力为900×10=9000N
第一次的压力是由于雨水的冲击造成的，根据Ft=mv可得F=(m/t)v=qv，q为雨水的流量
故而有
F=5m/s×（0.025×40×1000÷24÷3600）kg/s=0.058N