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某学校课外科技小组的同学为学校的厕所设计了一个自动冲刷水箱.这种水箱能够把自来水管持续供给的较小流量的水储备到一定量后自动开启放水阀,将水集中放出这样就可以以较大的水流冲刷便池.如图所示,A是一面积为S1的圆形放水阀门其质量和厚度均忽略不计,且恰好能将排水管口盖严.阀門的左端与排水管口的边缘相连并能绕垂直纸面的轴O向上转动右端通过一很小的挂钩及连杆与浮子B相连,连杆的长度为h1连杆质量和阀門转动受到的摩擦均不计.若将浮子B设计为一个质量为m、高为h2的空心圆柱体,它能将阀门拉起的最小横截面积S2是多少
解:当浮子B处于静圵状态时,F浮=T+mg①
根据杠杆杠杆平衡原理,刚好将阀门打开时应满足Td=F水=P水S1即T=P水,②(d为阀门的直径)
①②联立可得:F浮=+mg,
因为F浮=ρ水gV排浮子刚好全部没入水中的面积就是最小面积,
答:它能将阀门拉起的最小横截面积S2是.
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