Номер 356, страница 51 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Давление. Давление твёрдых тел - номер 356, страница 51.

Условие.

▶ 356. Рассчитайте давление, которое вы оказываете на пол. Проделайте необходимые предварительные измерения. Как увеличить давление на пол? Как его уменьшить?

Решение.

Рассчитайте давление, которое вы оказываете на пол. Проделайте необходимые предварительные измерения.

Давление $\text{p}$ — это физическая величина, равная отношению силы $\text{F}$, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности $\text{S}$. Формула для расчета давления: $p = \frac{F}{S}$.

В случае, когда человек стоит на полу, сила $\text{F}$ — это его вес $\text{P}$, который можно найти по формуле $P = mg$, где $\text{m}$ — масса человека, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения (примем $g \approx 10 \, \text{Н/кг}$). Площадь $\text{S}$ — это общая площадь подошв обуви, которые соприкасаются с полом.

Для расчета необходимо провести предварительные измерения: измерить свою массу с помощью весов и определить площадь подошв. Площадь можно измерить, поставив ногу на лист бумаги в клетку, обведя контур и подсчитав количество клеток внутри него.

Проведем расчет, используя примерные данные.

Дано:

Масса человека $m = 70 \, \text{кг}$
Площадь подошвы одного ботинка $S_1 = 250 \, \text{см}^2$
Ускорение свободного падения $g \approx 10 \, \text{Н/кг}$

Общая площадь двух подошв $S = 2 \cdot S_1 = 2 \cdot 250 \, \text{см}^2 = 500 \, \text{см}^2$.
$S = 500 \, \text{см}^2 = 500 \cdot (10^{-2} \, \text{м})^2 = 500 \cdot 10^{-4} \, \text{м}^2 = 0.05 \, \text{м}^2$.

Найти:

$\text{p}$ – ?

Решение:

1. Найдем силу давления, которая равна весу человека:
$F = P = m \cdot g = 70 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{Н/кг} = 700 \, \text{Н}$.
2. Рассчитаем давление, оказываемое на пол, по формуле:
$p = \frac{F}{S} = \frac{700 \, \text{Н}}{0.05 \, \text{м}^2} = 14000 \, \text{Па}$.
3. Выразим результат в килопаскалях, зная, что $1 \, \text{кПа} = 1000 \, \text{Па}$:
$14000 \, \text{Па} = 14 \, \text{кПа}$.

Ответ: давление, оказываемое человеком с массой 70 кг на пол, составляет $14000 \, \text{Па}$ или $14 \, \text{кПа}$.

Как увеличить давление на пол?

Исходя из формулы $p = \frac{F}{S}$, для увеличения давления ($\text{p}$) необходимо либо увеличить силу давления ($\text{F}$), либо уменьшить площадь опоры ($\text{S}$).

Способы увеличения давления:
1. Увеличить силу давления F: Так как сила давления на пол – это вес тела ($F=mg$), то для ее увеличения нужно увеличить массу. Этого можно достичь, например, взяв в руки тяжелый рюкзак или гантели.
2. Уменьшить площадь опоры S: Можно уменьшить площадь контакта с полом. Например, встать на одну ногу (площадь опоры уменьшится примерно вдвое, а давление, соответственно, вдвое возрастет), встать на цыпочки или на каблуки-шпильки, которые имеют очень маленькую площадь.

Ответ: чтобы увеличить давление на пол, нужно увеличить свой вес (взять в руки груз) или уменьшить площадь опоры (встать на одну ногу, на цыпочки).

Как его уменьшить?

Чтобы уменьшить давление ($p = \frac{F}{S}$), необходимо либо уменьшить силу давления ($\text{F}$), либо увеличить площадь опоры ($\text{S}$).

Способы уменьшения давления:
1. Уменьшить силу давления F: Для этого нужно уменьшить общую массу. Если до этого вы держали в руках груз, его нужно отложить.
2. Увеличить площадь опоры S: Можно сесть или лечь на пол. В этом случае вес распределится на гораздо большую площадь, и давление значительно уменьшится. Для передвижения по снегу или болоту с целью уменьшения давления используют лыжи или снегоступы, которые сильно увеличивают площадь опоры.

Ответ: чтобы уменьшить давление на пол, нужно уменьшить свой вес (если он был увеличен за счет груза) или увеличить площадь опоры (сесть или лечь на пол, надеть лыжи).