Пластилиновый куб под стальным
3/10На столе лежит сделанное из пластилина тело в форме куба. Давление тела на стол — \(p=100\) Па. Когда сверху на это тело положили стальной куб, ребро которого в \(n=2\) раза больше ребра пластилинового куба. Пластилин расплющился, и площадь его контакта со столом увеличилась вдвое. Чему стало равно давление на стол? Плотность пластилина — \(\rho_0=1400\) кг/м³, плотность стали — \(\rho_1=7800\) кг/м³.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаДавление равно весу, делённому на площадь опоры. Сравните массы кубов через их плотности и размеры.
Ответ\(p'\approx 2280\) Па.
РешениеДавление куба на стол в первом случае определяется соотношением \[p=\frac{m}{S},\] где \(m\) — масса куба, \(S\) — площадь его грани. Давление во втором случае находится аналогично \[p'=\frac{m+M}{2S}=\frac{m}{2S}\left(1+\frac{M}{m}\right)=\frac{p}{2}\left(1+\frac{M}{m}\right),\] где \(M\) — масса стального куба. Отношение масс куба из стали и куба из пластилина найдем через их плотности и размеры \[\frac{M}{m}=\frac{\rho_1\left(2a\right)^3}{\rho_0a^3}=\frac{8\rho_1}{\rho_0},\] где \(a\) — ребро пластилинового куба, \(2a\) — стального. В результате находим давление во втором случае \[p'=\frac{p}{2}\left(1+\frac{8\rho_1}{\rho_0}\right)=2280\ \text{Па}.\]
Похожие задачи
- Брусок на дне сосуда Курчатов 2012/13, 7 кл.
- Пожарные насосы с воздушной камерой ИОШ 2015/16, 9-10 кл.
- Груз на доске «Надежда энергетики» 2015/16, 7 кл.
- Груз на доске «Надежда энергетики» 2019/20, 8 кл.
- Кастрюля с трубкой «Шаг в будущее» 2021/22, 8 кл.
- Бетонные кубы на дне Физтех 2023/24, 9 кл.