$1.0\, m^2$ ક્ષેત્રફળનું ચોરસ તળિયું ધરાવતી એક ટાંકી મધ્યમાં એક ઊર્ધ્વ દીવાલ વડે વિભાજિત કરેલ છે. આ દીવાલના તળિયે એક નાના મિજાગરાવાળું $20\, cm^2$ ક્ષેત્રફળનું બારણું છે. ટાંકીના એક વિભાગમાં પાણી અને બીજામાં ઍસિડ ($1.7$ સાપેક્ષ ઘનતા ધરાવતો) બંને $4.0\, m$ ની ઊંચાઈ સુધી ભરેલ છે. આ બારણાને બંધ રાખવા માટે જરૂરી બળની ગણતરી કરો. 
  • A$72.36$
  • B$46.32$
  • C$68.24$
  • D$54.88$
Medium
Download our app for free and get startedPlay store
d
Base area of the given \(\operatorname{tank}, A=1.0 m ^{2}\)

Area of the hinged door, \(a=20 cm ^{2}=20 \times 10^{-4} m ^{2}\)

Density of water, \(\rho_{1}=10^{3} kg / m ^{3}\)

Density of acid, \(\rho_{2}=1.7 \times 10^{3} kg / m ^{3}\)

Height of the water column, \(h_{1}=4 m\)

Height of the acid column, \(h_{2}=4 m\)

Acceleration due to gravity, \(g=9.8\)

Pressure due to water is given as:

\(P_{1}=h_{1} \rho_{1} g\)

\(=4 \times 10^{3} \times 9.8\)

\(=3.92 \times 10^{4} Pa\)

Pressure due to acid is given as:

\(P_{2}=h_{2} \rho_{2} g\)

\(=4 \times 1.7 \times 10^{3} \times 9.8\)

\(=6.664 \times 10^{4} Pa\)

Pressure difference between the water and acid columns:

\(\Delta P=P_{2}-P_{1}\)

\(=6.664 \times 10^{4}-3.92 \times 10^{4}\)

\(=2.744 \times 10^{4} Pa\)

Hence, the force exerted on the door \(=\Delta P \times a\) \(=2.744 \times 10^{4} \times 20 \times 10^{-4}\)

\(=54.88 N\)

Therefore, the force necessary to keep the door closed is \(54.88 \;N .\)

art

Download our app
and get started for free

Experience the future of education. Simply download our apps or reach out to us for more information. Let's shape the future of learning together!No signup needed.*

Similar Questions

  • 1
    આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે જેના પાયાનું ક્ષેત્રફળ $0.2 \;m^2$ હોય, તેવા એક બ્લેાકને $0.02 \;kg$ નું દળ એક દોરી વડે એક આદર્શ ગરગડી પરથી લગાડેલ છે. એક પ્રવાહીનું $0.6\; mm$ જાડાઈનું પાતળું સ્તર આ બ્લોક અને ટેબલ વચ્ચે મૂકવામાં આવે છે. જયારે બ્લોકને છોડવામાં આવે ત્યારે તે $0.17 \;m/s$ ની અચળ ઝડપથી જમણી તરફ ગતિ કરે છે. આ પ્રવાહીનો સ્નિગ્ધતાંક કેટલો હશે?
    View Solution
  • 2
    $6\,mm$ વ્યાસ ધરાવતો એક હવાનો પરપોટો $1750\,kg / m ^3$ ની ધનતા ધરાવતા દ્વાવણમાંથી $0.35\,cm / s$. ના દરે એકધારી રીતે ઉપર તરફ જાય છે. દ્રાવણનો સ્નિગધતા અંક (હવાની ધનતાને અવગણતા) $......Pas$ છે. ($g =10\,m / s ^2$ or $ms ^{-2}$ આપેલ છે.)
    View Solution
  • 3
    $5\, cm$ ત્રિજ્યા ધરાવતી પાઇપમાથી પાણી $100\,$ લિટર પ્રતિ મિનિટ ના દરથી આવે તો પ્રવાહનો રેનોલ્ડ નંબર કયા ક્રમનો હશે? (પાણીની ઘનતા $= 1000\, kg/m^3$, પાણીનો શ્યાનતાગુણાંક  $= 1\, mPa\, s$)
    View Solution
  • 4
    પાઇપમાં પ્રવાહીનું વહન ધારારેખી કરવા માટે
    View Solution
  • 5
    $1.25 \times 10^3\,kg\,m ^{-3}$ ધનતા ધરાવતું ગ્લિસરીન પાઈપના શંકુ વિભાગમાંથી વહન પામે છે. નળીના છેડાના આડછેદના ક્ષેત્રફળ $10\,cm ^2$ અને $5\,cm ^2$ તેમજ તેની લંબાઈ દરમિયાન દબાણનો ધટાડો $3\,Nm ^{-2}$ છે. નળીમાંથી થતો ગ્લિસરીનનો વહનનો દર $x \times 10^{-5}\,m ^3\,s ^{-1} છ$. તો $x$ નું મૂલ્ય $.......$ છે.
    View Solution
  • 6
    ત્રાજવામાં મૂકેલા બે પદાર્થો પાણીમાં સમતોલનમાં રહે છે,એક પદાર્થનું દળ $36 g$ અને ઘનતા $9 \,g / cm^{3}$છે,જો બીજા પદાર્થનું દળ $48 \,g$ હોય,તો તેની ઘનતા .....  $g / cm^{3}$ હશે.
    View Solution
  • 7
    $A $ અને $B $ પદાર્થો પાણીમાં તરે છે,$A$ પદાર્થનું $\frac{1}{2}$ કદ પાણીમાં ડુબેલું અને $B $ પદાર્થનું $\frac{1}{4}$કદ પાણીની બહાર છે,તો ઘનતાનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?
    View Solution
  • 8
    $1.25 \times 10^3\,kg\,m ^{-3}$ ધનતા ધરાવતું ગ્લિસરીન પાઈપના શંકુ વિભાગમાંથી વહન પામે છે. નળીના છેડાના આડછેદના ક્ષેત્રફળ $10\,cm ^2$ અને $5\,cm ^2$ તેમજ તેની લંબાઈ દરમિયાન દબાણનો ધટાડો $3\,Nm ^{-2}$ છે. નળીમાંથી થતો ગ્લિસરીનનો વહનનો દર $x \times 10^{-5}\,m ^3\,s ^{-1} છ$. તો $x$ નું મૂલ્ય $.......$ છે.
    View Solution
  • 9
    $40\; m/s $ ની ઝડપથી ઘરમાં છતને સમાંતર પવન ફૂંકાય છે. છતનું ક્ષેત્રફળ $250 \;m^2$ છે. ઘરમાં દબાણ, વાતાવરણના દબાણ જેટલું ધારીએ તો છત પર પવન દ્વારા લાગતું બળ અને તેની દિશા શું હશે? ($\rho _{air} $ $=1.2 \;kg/m^3$)
    View Solution
  • 10
    નળમાથી પાણી નીચે તરફ $1.0\,ms^{-1}$ ના વેગથી નીકળે છે.નળના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $10^{-4}\,m^2$ છે. પાણીમાં દરેક જગ્યાએ દબાણ સમાન છે અને પ્રવાહ ધારારેખી છે.નળથી $0.15\,m$ નીચે પ્રવાહના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ કેટલું હશે? ($g = 10\,ms^{-2}$ )
    View Solution