Экспериментальные задания, страница 132 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

Экспериментальные задания

Определите давление стула на пол. Насколько изменится давление, если на него положить груз известной массы?

Определите давление стула на пол

Для определения давления, которое стул оказывает на пол, необходимо воспользоваться определением давления. Давление ($\text{p}$) — это физическая величина, равная отношению силы ($\text{F}$), действующей перпендикулярно поверхности, к площади ($\text{S}$) этой поверхности.

В данном случае сила $\text{F}$ — это вес стула ($P_{стула}$), а $\text{S}$ — это общая площадь опоры всех его ножек. Вес стула можно найти, зная его массу ($m_{стула}$) и ускорение свободного падения ($g \approx 9.8 \text{ Н/кг}$).

Формула для расчета давления стула на пол ($p_1$) выглядит так:

$p_1 = \frac{F_1}{S} = \frac{m_{стула} \cdot g}{S}$

Чтобы получить числовое значение, необходимо провести следующий эксперимент:

1. С помощью весов измерить массу стула $m_{стула}$.

2. Посчитать количество ножек у стула, $\text{N}$.

3. Определить площадь опоры одной ножки, $S_{ножки}$. Это можно сделать, поставив ножку на миллиметровую бумагу и обведя ее контур, после чего подсчитать площадь. Либо, если форма основания ножки простая (например, круг), можно измерить ее диаметр $\text{d}$ с помощью линейки или штангенциркуля и вычислить площадь по формуле $S_{ножки} = \frac{\pi d^2}{4}$.

4. Рассчитать общую площадь опоры как произведение площади одной ножки на их количество: $S = N \cdot S_{ножки}$.

5. Перевести все измеренные величины в систему СИ: массу — в килограммы (кг), площадь — в квадратные метры (м²).

6. Подставить полученные значения в формулу и рассчитать давление $p_1$.

Ответ: Давление стула на пол вычисляется по формуле $p_1 = \frac{m_{стула} \cdot g}{S}$, где $m_{стула}$ — масса стула, $\text{S}$ — общая площадь опоры его ножек. Для получения числового ответа необходимо экспериментально измерить массу стула и площадь опоры.

Насколько изменится давление, если на него положить груз известной массы?

Чтобы определить, насколько изменится давление, необходимо найти новое давление $p_2$, создаваемое стулом вместе с грузом, и вычислить разность между новым и первоначальным давлением ($\Delta p = p_2 - p_1$).

Пусть масса груза равна $m_{груза}$. Тогда общая масса, давящая на пол, станет $m_{общая} = m_{стула} + m_{груза}$.

Новая сила давления на пол будет равна общему весу:

$F_2 = (m_{стула} + m_{груза}) \cdot g$

Площадь опоры $\text{S}$ при этом не изменится. Новое давление на пол будет равно:

$p_2 = \frac{F_2}{S} = \frac{(m_{стула} + m_{груза}) \cdot g}{S}$

Теперь найдем изменение давления:

$\Delta p = p_2 - p_1 = \frac{(m_{стула} + m_{груза}) \cdot g}{S} - \frac{m_{стула} \cdot g}{S}$

Выполним алгебраические преобразования:

$\Delta p = \frac{m_{стула} \cdot g + m_{груза} \cdot g - m_{стула} \cdot g}{S} = \frac{m_{груза} \cdot g}{S}$

Таким образом, изменение давления зависит только от массы груза и площади опоры стула.

Ответ: Давление изменится (увеличится) на величину $\Delta p = \frac{m_{груза} \cdot g}{S}$, где $m_{груза}$ — известная масса груза, а $\text{S}$ — общая площадь опоры ножек стула, найденная в ходе решения первой части задачи.