Номер 2, страница 52 - гдз по физике 7 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тесты для самоконтроля. ТС-5. Давление твёрдых тел. Вариант 2 - номер 2, страница 52.

Условие.

2. В каком положении брусок оказывает наименьшее давление на опору (рис. 53)?

А. В положении 1.

Б. В положении 2.

В. В положении 3.

Рис. 53

Решение.

Дано:

Брусок в трех различных положениях, как показано на рисунке 53.

Масса бруска $\text{m}$ постоянна.

Найти:

Положение, в котором брусок оказывает наименьшее давление на опору.

Решение:

Давление ($\text{p}$), оказываемое твердым телом на поверхность, определяется по формуле:

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

где $\text{F}$ — сила, действующая перпендикулярно поверхности, а $\text{S}$ — площадь этой поверхности (площадь опоры).

В данном случае сила, с которой брусок давит на опору, — это его сила тяжести (вес). Так как масса бруска ($\text{m}$) во всех положениях одинакова, то и сила тяжести $F = mg$ (где $\text{g}$ — ускорение свободного падения) также одинакова.

Из формулы видно, что давление обратно пропорционально площади опоры. Это значит, что для получения наименьшего давления ($p_{min}$) необходимо, чтобы площадь опоры ($\text{S}$) была наибольшей ($S_{max}$).

Сравним площади опоры бруска в каждом из положений:

Положение 1: брусок лежит на самой большой по площади грани. Следовательно, площадь опоры $S_1$ является максимальной.

Положение 2: брусок стоит на самой маленькой по площади грани. Следовательно, площадь опоры $S_2$ является минимальной.

Положение 3: брусок лежит на грани со средней площадью $S_3$.

Таким образом, соотношение площадей следующее: $S_1 > S_3 > S_2$.

Поскольку наименьшее давление соответствует наибольшей площади опоры, брусок будет оказывать наименьшее давление в положении 1.

Ответ: В положении 1.