Задачи › Оценки, размерность и подобие

Рулон скотча

  1. Рулон скотча

    Курчатов 2015/16, 7 кл.
    4/10

    Внешний радиус рулона клейкой ленты (скотча) равен \(R=60\) мм, а толщина рулона \(d=19\) мм (см. рис.). Длина ленты в рулоне \(L=150\) м. Пользуясь этими данными, как можно точнее определите:

    1. количество слоёв в рулоне,

    2. толщину одного слоя.

    Рисунок

    Примечание: длина \(l\) окружности находится по формуле \(l=2\pi r\), где \(r\) — радиус окружности, \(\pi\approx 3{,}141593\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Лента в рулоне укладывается слоями, и объём, занятый лентой, равен её длине, умноженной на толщину ленты и ширину. Ширина ленты при этом сокращается.

    Ответ

    1) \(N\approx 475\) (по способу 1; по способу 2 получается \(\approx 473\)); 2) \(d_0\approx 40\) мкм.

    Решение

    Способ 1. Введём величину, которая впоследствии «сократится» — ширину ленты \(h\). Пусть толщина ленты равна \(x\). Объём пространства, занятый клейкой лентой, равен \(hxL = h\pi\left[R^2 - (R-d)^2\right]\). Из этой формулы следует \[x = \frac{\pi(2Rd - d^2)}{L} \approx 40\text{ мкм}.\] Количество слоёв равно \[N = \frac{d}{x} \approx 475.\]

    Способ 2. Длину ленты в одном слое можно найти по формуле \(l=2\pi r\). Но у разных слоёв разные радиусы (наибольший радиус, равный \(R\), у внешнего слоя, а наименьший, равный \(R-d\), у внутреннего). Поэтому будем использовать среднее значение радиуса слоя \(r_{\text{ср}} = R - \dfrac{d}{2} = 50{,}5\) мм. Тогда число слоёв равно \[N = \frac{L}{2\pi r_{\text{ср}}} \approx 473.\] Толщину одного слоя найдём, разделив общую толщину рулона на количество слоёв: \[d_0 = \frac{d}{N} \approx 40\text{ мкм}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи