问题描述
假设一个建筑物需要通过一条水管输送水,水管的直径为10厘米。如果水流速度为每秒2米,我们希望计算出每秒通过水管的水量。
解决方案
我们可以使用流速与管道横截面积的关系来解决这个问题。首先,我们需要计算出管道的横截面积。
管道的横截面积可以通过以下公式计算:
[ A = pi times r^2 ]
其中,( A ) 是管道的横截面积,( pi ) 是圆周率,( r ) 是管道的半径。
根据题目给出的直径为10厘米,我们可以计算出管道的半径:
[ r = frac{d}{2} = frac{10, text{厘米}}{2} = 5, text{厘米} ]
将半径代入公式,我们可以计算出管道的横截面积:
[ A = pi times (5, text{厘米})^2 ]
计算水量
现在我们已经知道了管道的横截面积,下面我们可以计算水流通过管道的水量。
水量等于流速乘以管道的横截面积:
[ Q = v times A ]
其中,( Q ) 是水量,( v ) 是水流速度,( A ) 是管道的横截面积。
将已知值代入公式:
[ Q = 2, text{m/s} times A ]
将管道的横截面积代入:
[ Q = 2, text{m/s} times (pi times (5, text{厘米})^2) ]
结果
现在,我们可以计算出每秒通过水管的水量:
[ Q = 2, text{m/s} times (pi times (5, text{厘米})^2) ]
计算后得:
[ Q approx 157, text{立方厘米/秒} ]
所以,每秒通过水管的水量约为157立方厘米。