Question

為了給剛剛栽上的樹苗澆水，同學們到市場上去購買水桶，結果他們發現了如圖甲的A、B兩種水桶，經查看與測量得知，它們是用同種材料制成的，自身質量都是1kg，容積都是15L.
（1）請問應購買哪種水桶比較好？并說明你選擇的理由.
（2）已知提水時手的受力面積為1×10^－3m²，提起一滿桶水時，手受到的壓強是多少帕？
（3）如圖乙所示，若將這一滿桶水勻速提離地面0.2m，小女孩用了0.2s，她做功的效率多大？（g取10/kg）

Answer 1

解：（1）選A桶比較恰當，因為A桶把手較粗，提水時與手的接觸面積比較大，壓強較小；
（2）桶重G=mg=1kg×10N/kg=10N          
桶內水重G_水=ρVg=1.0×10³kg/m³×15×10^－3m³×10N/kg=150N  
手所受到的壓力F=G＋G水=10N＋150N＝160N                  
手所受到的壓強    
（3）小女孩所做的有用功：W_有=G_水h＝150N×0.2m=30J  
她所做的總功：W=（G＋G_水）h＝（10N＋150N）×0.2m=32J  
她做功的效率為：η＝W_有/W＝30J/32J＝93.75%。