Номер 1, страница 228 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Упражнения. Параграф 39. Законы гидро- и аэростатики. Глава 5. Статика. Гидро- и аэростатика. Механика - номер 1, страница 228.

Условие.

1. Оцените силы нормального атмосферного давления, действующие: а) на верхнюю; б) на боковую грань куба с длиной ребра $c = 1 \text{ м}$, если куб лежит на поверхности Земли.

Решение.

Дано:

Длина ребра куба $c = 1$ м

Нормальное атмосферное давление $p_{атм} = 101325$ Па (для оценки можно принять $p_{атм} \approx 10^5$ Па)

Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

$F_в$ - сила давления на верхнюю грань

$F_б$ - сила давления на боковую грань

Решение:

Сила давления ($F$) связана с давлением ($p$) и площадью поверхности ($S$), на которую это давление действует, формулой:

$F = p \cdot S$

Сначала найдем площадь одной грани куба. Так как грань куба является квадратом со стороной $c$, её площадь равна:

$S = c^2 = (1 \text{ м})^2 = 1 \text{ м}^2$

Для оценки сил будем использовать значение нормального атмосферного давления, округленное до $10^5$ Па.

а) на верхнюю

Атмосферный воздух давит на верхнюю грань куба. Сила этого давления направлена вертикально вниз и равна произведению атмосферного давления на площадь грани:

$F_в = p_{атм} \cdot S$

Подставим числовые значения:

$F_в = 10^5 \text{ Па} \cdot 1 \text{ м}^2 = 10^5 \text{ Н} = 100 \text{ кН}$

Ответ: Сила нормального атмосферного давления, действующая на верхнюю грань куба, составляет примерно $10^5 \text{ Н}$ или $100 \text{ кН}$.

б) на боковую грань

Согласно закону Паскаля, давление, производимое на газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях. Следовательно, атмосферное давление действует на боковые грани так же, как и на верхнюю. Площадь боковой грани также равна $S = 1 \text{ м}^2$. Сила давления направлена перпендикулярно боковой грани (т.е. горизонтально).

$F_б = p_{атм} \cdot S$

Расчет будет идентичен предыдущему пункту:

$F_б = 10^5 \text{ Па} \cdot 1 \text{ м}^2 = 10^5 \text{ Н} = 100 \text{ кН}$

Ответ: Сила нормального атмосферного давления, действующая на боковую грань куба, составляет примерно $10^5 \text{ Н}$ или $100 \text{ кН}$.