33.一種新型井蓋排水系統(tǒng)如圖甲所示,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化示意圖如圖乙所示,排水系統(tǒng)由井蓋、兩個相同杠桿(AOB是其中之一)、容器等組成,AB長度是300mm,AO長度是120mm,井蓋的上表面和側(cè)面都有排水孔,下暴雨時,雨水從排水孔經(jīng)排水管導(dǎo)流到容器中,再從容器底部的排水孔流入下水道由于容器的排水速度較小,當(dāng)容器中的雨水上升到一定高度時,容器下降,拉動杠桿,將井蓋頂起,加速路面排水。當(dāng)容器中的雨水下降到一定高度時,井蓋自動下降蓋住井口,不影響車輛、行人的通行。該井蓋的質(zhì)量是28.8kg,不考慮杠桿的質(zhì)量,不考慮各連接處的摩擦。
(1)下暴雨時,杠桿會將井蓋頂起60mm,如圖丙所示。兩個相同杠桿對井蓋至少做了多少功?
(2)已知井蓋用密度7.2×10
3kg/m
3的球墨鑄鐵制成,工程師設(shè)想用強度更高,韌性更好的新材料來制造這種井蓋。若新材料的密度為2.4×10
3kg/m
3,則換用新材料制造后,每個井蓋的質(zhì)量為多大?
(3)某次調(diào)試中,為了節(jié)約用水,調(diào)試人員將容器底部的排水孔全部堵住,測出容器的質(zhì)量是4.6kg,再將容器和杠桿組裝在一起,直接向容器內(nèi)勻速注水,注水120s時球墨鑄鐵做的井蓋剛好被頂起。假設(shè)在任意時刻水對容器的壓力與容器中水的重力大小相等,則每分鐘向容器內(nèi)注水的體積是多少升?