Номер 350, страница 50 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Давление. Давление твёрдых тел - номер 350, страница 50.

Условие.

350. Брусок положили на стол сначала большей, а затем меньшей гранью (рис. 45). Сравните давление ($p_1$ и $p_2$) и силу давления ($F_1$ и $F_2$) бруска на стол.

Рис. 45

1) $p_1 = p_2$; $F_1 = F_2$

2) $p_1 < p_2$; $F_1 = F_2$

3) $p_1 = p_2$; $F_1 > F_2$

4) $p_1 < p_2$; $F_1 > F_2$

Решение.

Дано:

Брусок в двух положениях на столе:

1. Лежит на большей грани. Площадь опоры $S_1$, сила давления $F_1$, давление $p_1$.

2. Лежит на меньшей грани. Площадь опоры $S_2$, сила давления $F_2$, давление $p_2$.

Из условия следует, что $S_1 > S_2$.

Найти:

Сравнить $F_1$ и $F_2$, а также $p_1$ и $p_2$.

Решение:

Сила давления, которую брусок оказывает на горизонтальную поверхность стола, равна силе тяжести, действующей на брусок, то есть его весу $\text{P}$.

$F = P = mg$, где $\text{m}$ — масса бруска, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения.

Поскольку в обоих случаях используется один и тот же брусок, его масса $\text{m}$ не изменяется. Следовательно, сила давления, оказываемая бруском на стол, в обоих случаях одинакова.

$F_1 = mg$

$F_2 = mg$

Таким образом, $F_1 = F_2$.

Давление $\text{p}$ — это физическая величина, равная отношению силы давления $\text{F}$, приложенной перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности $\text{S}$.

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

Для первого случая (брусок на большей грани):

$p_1 = \frac{F_1}{S_1}$

Для второго случая (брусок на меньшей грани):

$p_2 = \frac{F_2}{S_2}$

Так как мы установили, что $F_1 = F_2$, а из условия задачи известно, что площадь большей грани $S_1$ больше площади меньшей грани $S_2$ ($S_1 > S_2$), мы можем сравнить давления.

Давление обратно пропорционально площади опоры: чем больше площадь, тем меньше давление при одинаковой силе.

Поскольку $S_1 > S_2$, то знаменатель в выражении для $p_1$ больше, чем в выражении для $p_2$. Следовательно, $p_1 < p_2$.

Итак, мы получили, что силы давления равны ($F_1 = F_2$), а давление в первом случае меньше, чем во втором ($p_1 < p_2$). Это соответствует варианту ответа под номером 2.

Ответ: 2) $p_1 < p_2; F_1 = F_2$.