Какое давление производит на пол мальчик массой 35 кг, если общая площадь подошв его ботинок, соприкасающихся с полом, равна 200 $см^{2}$?
Дано:
m = 35 кг;
S= 200 $см^{2}$.
Найти:
p − ?
СИ:
S = 0,02 $м^{2}$.
Решение:
$p=\frac{F}{S}$;
F = mg;
g ≈10 Н/кг;
$p=\frac{mg}{S} = \frac{35 * 10}{0,02} = 17500$ Па = 17,5 кПа.
Ответ: 17,5 кПа.
Чтобы решить задачу, нужно понять, как связаны масса, площадь и давление. Рассмотрим теоретическую часть:
Определение давления
Давление — это физическая величина, показывающая, какую силу объект оказывает на поверхность в расчете на единицу площади. Давление обозначается буквой $ p $ и определяется формулой:
$$
p = \frac{F}{S},
$$
где:
$ p $ — давление, Па (Паскали),
$ F $ — сила, действующая на поверхность, Н (Ньютон),
$ S $ — площадь поверхности, которая подвергается воздействию, $ м^2 $.
Сила тяжести
В данном случае сила, с которой мальчик давит на пол, равна его весу. Вес — это сила тяжести, действующая на тело, и определяется по формуле:
$$
F = m \cdot g,
$$
где:
$ F $ — сила тяжести, Н (Ньютон),
$ m $ — масса тела, кг,
$ g $ — ускорение свободного падения, принимаемое равным $ 9.8 \, \text{м/с}^2 $.
Перевод единиц площади
В задаче площадь подошв ботинок дана в квадратных сантиметрах ($ \text{см}^2 $), а в формуле давления площадь нужно выразить в квадратных метрах ($ \text{м}^2 $). Для перевода $ \text{см}^2 $ в $ \text{м}^2 $ используется соотношение:
$$
1 \, \text{м}^2 = 10^4 \, \text{см}^2.
$$
То есть, чтобы получить площадь в $ \text{м}^2 $, нужно разделить значение площади в $ \text{см}^2 $ на $ 10^4 $.
Единицы измерения давления
В СИ давление измеряется в Паскалях (Па). 1 Паскаль равен $ 1 \, \text{Н/м}^2 $, то есть давление в Паскалях показывает, сколько ньютонов приходится на один квадратный метр поверхности.
Алгоритм решения задачи
Пожауйста, оцените решение