如圖所示,為小芳設(shè)計的一個帶有自動控制定時排水裝置的長方體水箱.水箱中,杠桿AO的右端能繞固走點O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,杠桿的左端A通過很小的掛鉤及長為L=20cm連桿與一長方體浮子相連,BC為一連接杠桿與排水閥C的直桿.杠桿AO水平時排水閥正好能密封住排水管管口,當(dāng)浮子體積的
被水浸沒時,浮子帶動杠桿提起排水閥開始排水,設(shè)每次排水均能將水箱中的水迅速排完,排完后進(jìn)水管立即自動注水.已知OA=3OB,浮子的底面積和排水閥面積均為S
1=80cm
2,浮子高h(yuǎn)
1=40cm、質(zhì)量m
1=0.4kg,點O距箱底h
2=20cm,水箱底面積為S
2=6×10
3cm
2,且水箱足夠高.不計連桿及杠桿的質(zhì)量和體積,不計排水閥的厚度,取水的密度為ρ=1×10
3kg/m
3,g=10N/kg.試問:
(1)排水閥C的質(zhì)量m
2為多少千克?
(2)如果進(jìn)水管中水的流量為Q=0.02m
3/min,則該水箱某次排水結(jié)束到下次開始排水所用的時間為多少分鐘?