有一种厕所便桶水箱结构如图所示(图中略去了向水箱中注水的装置),出水口上的橡胶盖是空心的.放水时橡胶盖浮起,水从出水口流出,随着水的流出,水面降低,直到橡胶盖盖住出水口,放水过程结束.注水过程中和注满水后,橡胶盖都盖住出水口,盖紧时橡胶盖上表面与池底相平.若水箱内水面高h是20cm,空心橡胶盖的面积是70cm
2,橡胶盖和连杆的总质量为100g,总体积是150cm
3,橡胶盖内部空心体积为40cm
3,固定轴到尼龙绳头的距离OB是25cm,手柄左端到固定轴的距离AO是15cm(AB杆和尼龙绳的质量不计),试求:
(1)橡胶盖盖紧时,水对橡胶盖的压力是多少?
(2)根据图中数据,试求出手作用在手柄上的力至少为多大时,能把橡胶盖提起?
(3)这种装置的一个重要缺点是,每次冲便桶都要用掉一箱水.为节约用水,请你对橡胶盖做些改造,使得按下手柄时橡胶盖抬起放水,放开手柄后橡胶盖能立即盖上出水口,停止放水.请通过计算得出具体数据.(g取10N/kg)
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