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題目:
【題目描述】
一個直徑為d的圓筒,其內壁涂有反射率很高的材料,外壁為吸收材料。現在向圓筒內注滿水,并加入一個直徑為D的球體,球體與圓筒內壁接觸。已知水的密度為ρ,球體的密度為ρs,且ρs > ρ。
現在需要設計一個過濾裝置,通過過濾掉圓筒內的水來取出球體。請設計一個簡單的物理裝置來實現這個目標。
【解答】
裝置:
1. 直徑為D的球體;
2. 直徑為d的圓筒;
3. 過濾網(例如金屬絲網);
4. 抽水機。
操作步驟:
1. 將球體放入圓筒內,使其與內壁接觸;
2. 將圓筒和球體一起放入過濾裝置中;
3. 使用抽水機將圓筒內的水抽出;
4. 當水被抽出后,球體將浮在過濾網上;
5. 取出過濾網和球體即可。
【解析】
這個物理裝置通過抽水機將圓筒內的水抽出,從而將球體與水分離。由于球體與內壁接觸,水無法進入球體內部,因此球體可以保持干燥。同時,由于水的密度大于球體的密度,球體將浮在過濾網上,從而可以輕松地被取出。
【注意事項】
1. 在操作過程中,需要確保抽水機的壓力足夠大,以便能夠將水抽出;
2. 在取出球體時,需要小心操作,避免損壞球體或過濾網;
3. 如果圓筒內壁的材料吸收能力很強,可能需要多次過濾才能完全去除水。在這種情況下,可以使用其他材料作為過濾網,或者增加過濾網的面積和厚度。