Как изменится давление на горизонтальную поверхность пола, если у табурета отпилили две ножки, но он все еще стоит?
Как изменится давление на горизонтальную поверхность пола, если у табурета отпилили две ножки, но он все еще стоит? Вес одной ножки равен 0,5 кг, вес сиденья 4m, а площадь основания ножки – квадрат со стороной 5 см. Ускорение свободного падения равно 10 м/с^2. Ответ представьте в килопаскалях (кПа) и округлите до целого значения.
04.12.2023 05:33
Разъяснение: Когда у табурета отпиливают две ножки, его вес распределяется на оставшиеся ножки и на площадь соприкосновения с полом. Чтобы найти изменение давления на горизонтальную поверхность пола, нам необходимо найти общий вес табурета и поделить его на площадь контакта с полом.
Сначала найдем общий вес табурета. Вес одной ножки равен 0,5 кг, а вес сиденья равен 4m, где m - масса одной ножки в килограммах. Таким образом, общий вес табурета равен:
Вес_табурета = 4m + 2 * 0,5 кг.
Затем найдем площадь контакта с полом. Площадь основания одной ножки представляет собой квадрат со стороной 5 см. Переведем сторону квадрата в метры:
Сторона_квадрата = 5 см = 0,05 м.
Теперь, чтобы найти площадь контакта с полом, умножим площадь основания одной ножки на количество оставшихся ножек:
Площадь_контакта = (0,05 м)^2 * (4 - 2).
Таким образом, изменение давления на горизонтальную поверхность пола будет равно:
Изменение_давления = Вес_табурета / Площадь_контакта.
Доп. материал:
Допустим, масса одной ножки равна 1 кг. Найдем изменение давления на горизонтальную поверхность пола:
Вес_табурета = 4m + 2 * 0,5 кг = 4 кг + 2 * 0,5 кг = 5 кг.
Площадь_контакта = (0,05 м)^2 * (4 - 2) = 0,0025 м^2.
Изменение_давления = 5 кг / 0,0025 м^2 = 2000 кг/м^2 = 2000 кПа (в килопаскалях).
Совет: Чтобы лучше понять процесс изменения давления, можно представить себе, что табуретку поддерживают многочисленные опоры, которые равномерно распределяют ее вес на площадь контакта с полом.
Практика: Если масса одной ножки составляет 0,8 кг, найдите изменение давления на горизонтальную поверхность пола. Ответ представьте в килопаскалях (кПа) и округлите до целого значения.
Описание: При удалении ножек табурета, вес ножек перестает оказывать давление на пол, но вес сиденья по-прежнему оказывает давление на оставшиеся опоры табурета. Чтобы найти изменение давления на пол, нужно вычислить разницу между давлениями, вызванными весами ножек и сиденья.
Первым шагом найдем массу одной ножки, используя известный вес и ускорение свободного падения:
масса = вес / ускорение свободного падения = (0,5 кг * 10 м/с^2) = 5 кг.
Затем найдем давление, вызванное одной ножкой на пол:
площадь основания ножки = (5 см)^2 = 25 см^2 = 0,0025 м^2.
давление = сила / площадь = (масса * ускорение свободного падения) / площадь = (5 кг * 10 м/с^2) / 0,0025 м^2 = 20000 Па = 20 кПа.
Чтобы найти изменение давления на пол, необходимо вычесть давление от удаленных ножек.
Изначальное давление на пол равно давлению от сиденья и всех ножек:
исходное давление = (давление от сиденья) + (давление от ножек) = (4 м * 10 м/с^2) / (0,05 м * 0,05 м) + (2 * 20 кПа) = 8000 Па + 40 кПа = 84000 Па = 84 кПа.
Изменение давления на пол, вызванное удалением ножек, составляет:
изменение давления = исходное давление - давление от удаленных ножек = 84 кПа - 40 кПа = 44 кПа.
Ответ: Изменение давления на горизонтальную поверхность пола равно 44 кПа.
Совет: Чтобы понять эту задачу, важно понимать, что давление определяется силой, действующей на определенную площадь. Представьте, что вы стоите на ножках табурета - каждая ножка оказывает давление на пол. При удалении одной ножки, давление, вызванное этой ножкой, исчезает, но давление от сиденья и другой ножки остается.
Задание для закрепления: Как изменится давление на пол, если все ножки табурета будут удалены, и останется только сиденье весом 4 кг? Для этого используйте те же данные, что и в предыдущей задаче. Ответ представьте в килопаскалях (кПа) и округлите до целого значения.