Сравните давление p1, p2 и p3 трёх тел на горизонтальную плоскость, если массы и площади оснований этих тел равны, но изготовлены они из материалов с плотностями p1 > p2 > p3
Сравните давление p1, p2 и p3 трёх тел на горизонтальную плоскость, если массы и площади оснований этих тел равны, но изготовлены они из материалов с плотностями p1 > p2 > p3
Давление выражается формулой: \(P=\frac{F}{S}\), то есть отношением силы воздействия на опору к площади опоры, на которую эта сила действует.
Сила, в данном случае, равна силе тяжести \(F=mg\)
Поскольку массы у всех трёх тел одинаковы, то силы тяжести тоже одинаковы. Согласно условию, площади оснований всех трех тел тоже одинаковы. Тогда и отношения сил к площадям одинаково.
Вывод - давление всех трёх тел на горизонтальную поверхность одинаково.
Вот такой ответ на эту задачу в классической школьной физике. Для школы достаточно. Однако, можно ещё пофилософствовать на тему выталкивающей силы и силы гравитационного притяжения.
Дело в том, что тело с меньшей плотностью будет иметь больший объем \(V=\frac{m}{\rho}\).
А поскольку на находящееся в воздухе тело действует выталкивающая сила
\(F_A=\rho Vg\),
то сила давления тела на поверхность станет равной разности силы тяжести и выталкивающей силы. В приведенной формуле выталкивающей силы \(\rho,\;V,\;g\) - соответственно плотность воздуха, объем тела, ускорение земного тяготения.
Кроме того, в нашем случае, если объем тела больше, то его центр тяжести относительно поверхности, на которую это тело давит, будет выше, а значит дальше от Земли. Тогда и сила тяжести будет меньше. Ведь в формулу силы гравитационного притяжения входит расстояние:
\(F=G\frac{m_1m_2}{r^2}\)
Таким образом, с физико-математической точки зрения, при одинаковых площадях оснований, тело с меньшей плотностью оказывает меньшее давление на поверхность, на которую оно опирается.
Давление выражается формулой: \(P=\frac{F}{S}\), то есть отношением силы воздействия на опору к площади опоры, на которую эта сила действует.
Сила, в данном случае, равна силе тяжести \(F=mg\)
Поскольку массы у всех трёх тел одинаковы, то силы тяжести тоже одинаковы. Согласно условию, площади оснований всех трех тел тоже одинаковы. Тогда и отношения сил к площадям одинаково.
Вывод - давление всех трёх тел на горизонтальную поверхность одинаково.
Вот такой ответ на эту задачу в классической школьной физике. Для школы достаточно. Однако, можно ещё пофилософствовать на тему выталкивающей силы и силы гравитационного притяжения.
Дело в том, что тело с меньшей плотностью будет иметь больший объем \(V=\frac{m}{\rho}\).
А поскольку на находящееся в воздухе тело действует выталкивающая сила
\(F_A=\rho Vg\),
то сила давления тела на поверхность станет равной разности силы тяжести и выталкивающей силы. В приведенной формуле выталкивающей силы \(\rho,\;V,\;g\) - соответственно плотность воздуха, объем тела, ускорение земного тяготения.
Кроме того, в нашем случае, если объем тела больше, то его центр тяжести относительно поверхности, на которую это тело давит, будет выше, а значит дальше от Земли. Тогда и сила тяжести будет меньше. Ведь в формулу силы гравитационного притяжения входит расстояние:
\(F=G\frac{m_1m_2}{r^2}\)
Таким образом, с физико-математической точки зрения, при одинаковых площадях оснований, тело с меньшей плотностью оказывает меньшее давление на поверхность, на которую оно опирается.
Комментарии
Отправить комментарий
Здесь вы можете оставить ваш комментарий.