Номер 11, страница 6, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава IV. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Плавание тел. Параграф 16. Давление твёрдого тела - номер 11, страница 6.

Условие.

11. Изменяется ли сила давления человека на пол, когда он поднимает одну ногу? Изменяется ли при этом давление человека на пол, и если да, то как?

Решение.

Изменяется ли сила давления человека на пол, когда он поднимает одну ногу?

Сила давления человека на пол – это его вес. Вес зависит от массы человека и ускорения свободного падения. Когда человек поднимает одну ногу, его масса не изменяется, следовательно, его вес и сила давления на опору (пол) также не изменяются (пренебрегая небольшими динамическими силами в момент подъема ноги). Сила давления $\text{F}$ равна весу тела $\text{P}$, который вычисляется по формуле $P = m \cdot g$, где $\text{m}$ – масса человека, а $\text{g}$ – ускорение свободного падения. Так как $\text{m}$ и $\text{g}$ в данном случае являются постоянными величинами, то и сила давления $\text{F}$ не изменяется.

Ответ: Нет, сила давления человека на пол не изменяется.

Изменяется ли при этом давление человека на пол, и если да, то как?

Давление $\text{p}$ определяется как отношение силы $\text{F}$, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности $\text{S}$: $p = \frac{F}{S}$. Когда человек стоит на двух ногах, его вес (сила давления $\text{F}$) распределяется на площадь опоры, равную площади подошв двух его ступней ($S_2$). Давление в этом случае равно $p_2 = \frac{F}{S_2}$. Когда человек поднимает одну ногу, та же самая сила давления $\text{F}$ распределяется уже на меньшую площадь – площадь подошвы одной ступни ($S_1$). Площадь опоры уменьшается примерно в два раза ($S_1 \approx \frac{1}{2} S_2$). Давление в этом случае будет равно $p_1 = \frac{F}{S_1}$. Поскольку знаменатель ($\text{S}$) в формуле для давления уменьшается, а числитель ($\text{F}$) остается прежним, то само давление $\text{p}$ увеличивается. Так как площадь опоры уменьшилась примерно в два раза, давление на пол увеличится тоже примерно в два раза.

Ответ: Да, давление человека на пол изменяется – оно увеличивается, так как та же сила давления распределяется на меньшую площадь опоры.