Номер 7, страница 5, 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 7, страница 5.

Условие.

7. Человек массой 60 кг стоит на полу. Площадь одной его подошвы равна 150 см².

а) С какой силой давит человек на пол? Как называется эта сила?

б) На какую площадь действует сила давления со стороны человека?

в) Чему равно давление человека на пол?

Решение.

Дано:

Масса человека, $m = 60$ кг

Площадь одной подошвы, $S_1 = 150$ см²

Ускорение свободного падения, $g \approx 10$ Н/кг

Перевод в систему СИ:

Площадь одной подошвы: $S_1 = 150 \text{ см}^2 = 150 \cdot 10^{-4} \text{ м}^2 = 0.015 \text{ м}^2$

Найти:

a) Силу давления $\text{F}$ и её название.

б) Площадь действия силы $\text{S}$.

в) Давление $\text{p}$.

Решение:

а) С какой силой давит человек на пол? Как называется эта сила?

Сила, с которой человек давит на горизонтальную опору (пол), равна его весу. Вес тела $\text{P}$ вычисляется по формуле $P = m \cdot g$, где $\text{m}$ - масса тела, а $\text{g}$ - ускорение свободного падения. Сила давления $\text{F}$ равна весу $\text{P}$.

Рассчитаем эту силу:

$F = P = 60 \text{ кг} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 600 \text{ Н}$.

Эта сила называется вес тела.

Ответ: Человек давит на пол с силой 600 Н. Эта сила называется вес.

б) На какую площадь действует сила давления со стороны человека?

Поскольку человек стоит на полу, предполагается, что он опирается на обе ноги. Следовательно, сила давления распределяется по площади двух подошв. Площадь одной подошвы $S_1 = 150$ см².

Общая площадь опоры $\text{S}$ равна сумме площадей двух подошв:

$S = 2 \cdot S_1 = 2 \cdot 150 \text{ см}^2 = 300 \text{ см}^2$.

Переведем значение в СИ (метры квадратные):

$S = 300 \text{ см}^2 = 300 \cdot 10^{-4} \text{ м}^2 = 0.03 \text{ м}^2$.

Ответ: Сила давления действует на площадь 300 см² (0.03 м²).

в) Чему равно давление человека на пол?

Давление $\text{p}$ определяется как отношение силы $\text{F}$, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности $\text{S}$. Формула для расчета давления:

$p = \frac{F}{S}$

Подставим значения, найденные в предыдущих пунктах ($F = 600$ Н и $S = 0.03$ м²):

$p = \frac{600 \text{ Н}}{0.03 \text{ м}^2} = 20000 \frac{\text{Н}}{\text{м}^2} = 20000 \text{ Па}$.

Результат можно представить в килопаскалях (1 кПа = 1000 Па):

$20000 \text{ Па} = 20 \text{ кПа}$.

Ответ: Давление человека на пол равно 20000 Па, или 20 кПа.