Номер 1, страница 46, часть 2 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 6. Давление жидкостей и газов. Параграф 49. Сила давления и давление - номер 1, страница 46.

Условие.

1. На рис. 33 изображены шкаф без ножек, стоящий на полу (а), и такой же шкаф на четырёх ножках (б). Масса каждого шкафа равна 100 кг, длина — 2 м, ширина — 50 см, площадь поверхности каждой ножки шкафа — 25 см². Определите силу давления, с которой каждый шкаф действует на пол, и давления этих шкафов на пол.

Рис. 33

a) ________________

б) ________________

Решение.

Дано:

Масса шкафа, $m = 100$ кг
Длина шкафа, $l = 2$ м
Ширина шкафа, $w = 50$ см
Площадь одной ножки, $S_{ножки} = 25$ см²
Количество ножек, $n = 4$
Ускорение свободного падения, $g \approx 10$ Н/кг

$w = 50 \text{ см} = 0,5 \text{ м}$
$S_{ножки} = 25 \text{ см}^2 = 25 \cdot 10^{-4} \text{ м}^2 = 0,0025 \text{ м}^2$

Найти:

а) Силу давления $F_а$ и давление $p_а$ для шкафа без ножек.
б) Силу давления $F_б$ и давление $p_б$ для шкафа на ножках.

Решение:

Сила давления, с которой шкаф действует на пол, в обоих случаях равна силе тяжести (весу) шкафа. Она вычисляется по формуле $F = m \cdot g$.

$F = 100 \text{ кг} \cdot 10 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} = 1000 \text{ Н}$

Так как масса шкафа не меняется, сила давления на пол одинакова для обоих случаев: $F_а = F_б = 1000$ Н.

Давление вычисляется по формуле $p = \frac{F}{S}$, где $\text{S}$ — площадь опоры.

а)

Для шкафа без ножек (рис. а) площадь опоры $S_а$ равна площади его основания.

$S_а = l \cdot w = 2 \text{ м} \cdot 0,5 \text{ м} = 1 \text{ м}^2$

Теперь найдем давление, которое шкаф без ножек оказывает на пол:

$p_а = \frac{F_а}{S_а} = \frac{1000 \text{ Н}}{1 \text{ м}^2} = 1000 \text{ Па}$

Ответ: Сила давления 1000 Н, давление 1000 Па.

б)

Для шкафа на четырёх ножках (рис. б) площадь опоры $S_б$ равна суммарной площади всех ножек.

$S_б = n \cdot S_{ножки} = 4 \cdot 0,0025 \text{ м}^2 = 0,01 \text{ м}^2$

Теперь найдем давление, которое шкаф на ножках оказывает на пол:

$p_б = \frac{F_б}{S_б} = \frac{1000 \text{ Н}}{0,01 \text{ м}^2} = 100000 \text{ Па} = 100 \text{ кПа}$

Ответ: Сила давления 1000 Н, давление 100000 Па (или 100 кПа).