Номер 3, страница 49 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

V. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Работаем с текстом - номер 3, страница 49.

Условие.

3. Вставьте недостающие данные в таблицы.

Тело	Сила $\text{F}$	Площадь опоры $\text{S}$	Давление $\text{p}$
Гвоздь		$0,1 \text{ мм}^2$	$10^5 \text{ кПа}$
Вагон	$320 \text{ кН}$	$4 \text{ см}^2$
Кирпич	$40 \text{ Н}$		$2 \text{ кПа}$

Жидкость	Плотность $\rho$, $\text{кг/м}^3$	Глубина $\text{h}$, м	Давление $\text{p}$
Вода	$1000$	$\text{2}$
Керосин	$800$		$4000 \text{ Па}$
		$40$	$412 \text{ кПа}$

Решение.

Для выполнения задания произведем расчеты недостающих данных для каждой строки в таблицах.

Гвоздь

Дано:

Площадь опоры $S = 0.1 \text{ мм}^2$
Давление $p = 10^5 \text{ кПа}$

Перевод в СИ:
$S = 0.1 \text{ мм}^2 = 0.1 \cdot (10^{-3} \text{ м})^2 = 0.1 \cdot 10^{-6} \text{ м}^2 = 10^{-7} \text{ м}^2$
$p = 10^5 \text{ кПа} = 10^5 \cdot 10^3 \text{ Па} = 10^8 \text{ Па}$

Найти:

Сила $\text{F}$ - ?

Решение:

Давление твердого тела определяется по формуле $p = \frac{F}{S}$.
Выразим из формулы силу: $F = p \cdot S$.
Подставим числовые значения в систему СИ:
$F = 10^8 \text{ Па} \cdot 10^{-7} \text{ м}^2 = 10 \text{ Н}$.

Ответ: 10 Н.

Вагон

Дано:

Сила $F = 320 \text{ кН}$
Площадь опоры $S = 4 \text{ см}^2$

Перевод в СИ:
$F = 320 \text{ кН} = 320 \cdot 10^3 \text{ Н} = 3.2 \cdot 10^5 \text{ Н}$
$S = 4 \text{ см}^2 = 4 \cdot (10^{-2} \text{ м})^2 = 4 \cdot 10^{-4} \text{ м}^2$

Найти:

Давление $\text{p}$ - ?

Решение:

Давление твердого тела определяется по формуле $p = \frac{F}{S}$.
Подставим числовые значения в систему СИ:
$p = \frac{3.2 \cdot 10^5 \text{ Н}}{4 \cdot 10^{-4} \text{ м}^2} = 0.8 \cdot 10^9 \text{ Па} = 8 \cdot 10^8 \text{ Па} = 800 \text{ МПа}$.

Ответ: $8 \cdot 10^8$ Па (или 800 МПа).

Кирпич

Дано:

Сила $F = 40 \text{ Н}$
Давление $p = 2 \text{ кПа}$

Перевод в СИ:
$p = 2 \text{ кПа} = 2 \cdot 10^3 \text{ Па} = 2000 \text{ Па}$

Найти:

Площадь опоры $\text{S}$ - ?

Решение:

Давление твердого тела определяется по формуле $p = \frac{F}{S}$.
Выразим из формулы площадь опоры: $S = \frac{F}{p}$.
Подставим числовые значения в систему СИ:
$S = \frac{40 \text{ Н}}{2000 \text{ Па}} = 0.02 \text{ м}^2$.
Это значение можно также выразить в квадратных сантиметрах: $0.02 \text{ м}^2 = 200 \text{ см}^2$.

Ответ: 0.02 м² (или 200 см²).

---

Для расчетов во второй таблице примем ускорение свободного падения $g \approx 10 \text{ Н/кг}$.

Вода

Дано:

Плотность $\rho = 1000 \text{ кг/м}^3$
Глубина $h = 2 \text{ м}$
Ускорение свободного падения $g \approx 10 \text{ Н/кг}$

Найти:

Давление $\text{p}$ - ?

Решение:

Давление столба жидкости определяется по формуле $p = \rho \cdot g \cdot h$.
Подставим числовые значения:
$p = 1000 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} \cdot 2 \text{ м} = 20000 \text{ Па} = 20 \text{ кПа}$.

Ответ: 20000 Па (или 20 кПа).

Керосин

Дано:

Плотность $\rho = 800 \text{ кг/м}^3$
Давление $p = 4000 \text{ Па}$
Ускорение свободного падения $g \approx 10 \text{ Н/кг}$

Найти:

Глубина $\text{h}$ - ?

Решение:

Давление столба жидкости определяется по формуле $p = \rho \cdot g \cdot h$.
Выразим из формулы глубину: $h = \frac{p}{\rho \cdot g}$.
Подставим числовые значения:
$h = \frac{4000 \text{ Па}}{800 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}}} = \frac{4000}{8000} \text{ м} = 0.5 \text{ м}$.

Ответ: 0.5 м.

Неизвестная жидкость

Дано:

Глубина $h = 40 \text{ м}$
Давление $p = 412 \text{ кПа}$
Ускорение свободного падения $g \approx 10 \text{ Н/кг}$

Перевод в СИ:
$p = 412 \text{ кПа} = 412 \cdot 10^3 \text{ Па} = 412000 \text{ Па}$

Найти:

Плотность $\rho$ - ?

Решение:

Давление столба жидкости определяется по формуле $p = \rho \cdot g \cdot h$.
Выразим из формулы плотность: $\rho = \frac{p}{g \cdot h}$.
Подставим числовые значения:
$\rho = \frac{412000 \text{ Па}}{10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} \cdot 40 \text{ м}} = \frac{412000}{400} \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} = 1030 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$.
Такая плотность характерна для морской воды.

Ответ: 1030 кг/м³.