`2 मी^(2)` क्षेत्रफल के वर्ग के आधार वाले एक टैंक को मध्य में ऊर्ध्वाधर विभाजक (Partition) द्वारा दो भागों में विभाजित किया जाता है। विभाजक की नली पर `20 "सेमी"^(2)` फलक क्षेत्र वाला एक छोटा सा कब्जेदार दरवाजा (Hingod door) है।
यदि एक भाग (Compartiment) में जल तथा दूसरे भाग में 1.5 आपेक्षिक घनत्व वाले अम्ल को भरा जाता है, दोनों की ऊँचाई 4 मीटर है। दरवाजे को बंद रखने के लिए आवश्यक बल होगा- `(g ="10 मी/स"^(2)" लीजिए")`

Options

A. 10 न्यूटन
B. 20 न्यूटन
C. 40 न्यूटन
D. 80 न्यूटन

Answer

C

Explanation

चित्र में दर्शाए गए अनुसार स्थिति है।
जल वाले कक्षा के लिए,
h = 4 मी, `rho = 10^(3) "किग्रा मी"^(-3)`
तली में द्वार पर जल द्वारा उत्पन्न दाब है,
`rho_(a) = 1.5 xx 10^(3)"किग्रा मी"^(3) xx" 4 मी "xx 10 "मी सेकण्ड"^(-2)`
`= 4 xx 10^(2)`
अम्ल वाले कक्ष के लिए,
`rho_(a) = 1.5 xx 10^(3)"किग्रा मी"^(-3)`, H = 4 मी
तली में हार पर आन द्वारा उत्पन्न दाब है,
`P_(a) = rho_(a)hg = 1.5 xx 10^(3)"किग्रा मी"^(-3) xx 4 मी xx 10"मी से"^(-2)`
`= 6 xx 10^(4)"न्यूटन मी"^(-2)`
`therefore` दरवाजे पर कुल दाब ` = P_(a) - P_(w)`
`= 6 xx 10^(4) - 4 xx 10^(4))"न्यूटन मी"^(-2)`
`= 2 xx 10^(4)"न्यूटन मी"^(-2)`
दरवाजे का क्षेत्रफल `= 20 "सेमी"^(2)= 20 xx 10^(-4)"मी"^("दरवाजे पर बल= "2 xx 10" न्यूटन मी "xx 20 xx 10 +"मी")` 40 न्यूटन अतः, दरवाजे को बन्द करने के लिए जल की भुजा से क्षैतिज रूप से 40 न्यूटन का बल आरोपित होना ही चाहिए।