Какое давление масса мальчика, стоящего на коньках, оказывает на лёд, учитывая ширину и длину лезвий коньков? Сравните

Тема занятия: Давление школьника на лед

Инструкция: Чтобы рассчитать давление, которое масса мальчика, стоящего на коньках, оказывает на лед, мы должны учесть площадь контакта его лезвий и массу школьника. Давление определяется как отношение силы к площади, на которую эта сила действует.

Для начала определим давление, создаваемое мальчиком без коньков, учитывая площадь подошв его ботинок. Пусть масса школьника равна М, а площадь подошв его ботинок равна S. Тогда давление, создаваемое мальчиком без коньков, будет равно P₁ = М/S.

Теперь рассмотрим давление, создаваемое мальчиком на коньках, учитывая ширину и длину лезвий коньков. Обозначим ширину лезвий как w, а длину как l. Площадь контакта лезвий с льдом будет равна S₁ = w * l. Тогда давление, создаваемое мальчиком на коньках, будет равно P₂ = М/S₁.

Чтобы сравнить оба давления, нужно вычислить их значения, подставив известные данные в соответствующие формулы.

Демонстрация: Пусть масса мальчика равна 40 кг, ширина лезвий коньков составляет 4 см (или 0,04 м) и длина лезвий равна 25 см (или 0,25 м). Площадь подошв его ботинок составляет 200 см² (или 0,02 м²).

Давление, создаваемое мальчиком без коньков: P₁ = 40 / 0,02 = 2000 Па

Давление, создаваемое мальчиком на коньках: P₂ = 40 / (0,04 * 0,25) = 2000 Па

В данном случае оба давления будут одинаковыми и составят 2000 Па.

Совет: Для лучшего понимания концепции давления можно провести аналогию с человеческими стопами. Представьте, что вы идете по снегу или мягкой земле в обычных ботинках и затем переходите на коньки. Вы заметите, что на коньках ваши ступни оказываются сосредоточеными на более узкой площади, поэтому давление увеличивается. То же самое происходит с мальчиком на льду.

Дополнительное упражнение: Пусть масса другого школьника равна 50 кг, ширина и длина лезвий его коньков равны 5 см и 30 см соответственно, а площадь подошв его ботинок составляет 250 см². Рассчитайте давление, создаваемое мальчиком без коньков, и давление, создаваемое мальчиком на коньках.