Упр.20.23 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)
- Стандартный кирпич размерами $$250\times120\times65\ \text{мм}$$ помещали на горизонтальную поверхность тремя различными гранями (см. рис. III-4). Чему равны сила давления и давление в каждом случае? Изменятся ли они, если поверхность слегка наклонить?
- Какое давление оказывает на грунт гранитная колонна объёмом $$6\ \text{м}^3$$, если площадь основания её равна $$1{,}5\ \text{м}^2$$?
Объём кирпича:
$$V=abc=0{,}25\cdot 0{,}12\cdot 0{,}065=1{,}95\cdot 10^{-3}\ \text{м}^3.$$
Масса кирпича:
$$m=\rho V=1700\cdot 1{,}95\cdot 10^{-3}\approx 3{,}32\ \text{кг}.$$
Сила давления на горизонтальную поверхность равна весу кирпича:
$$F=mg\approx 3{,}32\cdot 9{,}8\approx 32{,}5\ \text{Н}.$$
Площади граней:
$$S_1=0{,}12\cdot 0{,}065=7{,}8\cdot 10^{-3}\ \text{м}^2,$$
$$S_2=0{,}25\cdot 0{,}065=1{,}625\cdot 10^{-2}\ \text{м}^2,$$
$$S_3=0{,}25\cdot 0{,}12=3{,}0\cdot 10^{-2}\ \text{м}^2.$$
Давление в каждом случае:
$$p_1=\frac{F}{S_1}=\frac{32{,}5}{7{,}8\cdot 10^{-3}}\approx 4{,}2\cdot 10^3\ \text{Па},$$
$$p_2=\frac{F}{S_2}=\frac{32{,}5}{1{,}625\cdot 10^{-2}}\approx 2{,}0\cdot 10^3\ \text{Па},$$
$$p_3=\frac{F}{S_3}=\frac{32{,}5}{3{,}0\cdot 10^{-2}}\approx 1{,}1\cdot 10^3\ \text{Па}.$$
При небольшом наклоне поверхности сила давления, направленная перпендикулярно поверхности, уменьшится, значит, уменьшится и давление.
Для гранитной колонны:
$$V=6\ \text{м}^3,\qquad S=1{,}5\ \text{м}^2.$$
Найдём массу колонны, считая плотность гранита $$\rho=2600\ \text{кг/м}^3$$:
$$m=\rho V=2600\cdot 6=1{,}56\cdot 10^4\ \text{кг}.$$
Тогда сила давления:
$$F=mg=1{,}56\cdot 10^4\cdot 9{,}8\approx 1{,}53\cdot 10^5\ \text{Н}.$$
Давление на грунт:
$$p=\frac{F}{S}=\frac{1{,}53\cdot 10^5}{1{,}5}\approx 1{,}0\cdot 10^5\ \text{Па}.$$
Ответ: $$F\approx 32{,}5\ \text{Н};\ p_1\approx 4{,}2\cdot 10^3\ \text{Па};\ p_2\approx 2{,}0\cdot 10^3\ \text{Па};\ p_3\approx 1{,}1\cdot 10^3\ \text{Па};$$ при наклоне поверхности давление уменьшится; колонна оказывает давление $$p\approx 1{,}0\cdot 10^5\ \text{Па}.$$
