Чтобы решить задачу, нам нужно использовать формулу давления. Давление \( P \) определяется как сила \( F \), поделённая на площадь \( S \) поверхности, на которую эта сила действует:
\[ P = \frac{F}{S}. \]
Дано:
- Масса мальчика \( m = 55 \) кг.
- Ширина лезвия коньков \( b = 5 \) мм = 0,005 м.
- Длина лезвия \( L = 17 \) см = 0,17 м.
Шаги решения:
Вычислим силу, действующую на лёд:
Сила тяжести, действующая на лёд, равна весу мальчика:
\[ F = m \times g, \]
где \( g \approx 9,8 \, \text{м/c}^2 \) — ускорение свободного падения. Подставим значения:
\[ F = 55 \times 9,8 = 539 \, \text{Н}. \]
Вычислим площадь соприкосновения лезвий с льдом:
Площадь \( S \) одного лезвия равна его ширине, умноженной на длину:
\[ S = b \times L = 0,005 \times 0,17 = 0,00085 \, \text{м}^2. \]
Поскольку коньков два, полная площадь контакта удвоится:
\[ S_{\text{total}} = 2 \times 0,00085 = 0,0017 \, \text{м}^2. \]
Вычислим давление:
Используем формулу давления:
\[ P = \frac{F}{S_{\text{total}}} = \frac{539}{0,0017} \approx 317058,82 \, \text{Па}. \]
Ответ:
Давление, производимое коньками на лёд, составляет примерно \( 317058,82 \, \text{Па} \).
Теперь сравним полученное значение с давлением, если площадь подошвы его ботинок составляет 300 см².
- Площадь подошвы в м² равна 300 см² = 0,03 м².
Вычислим давление в этом случае:
\[ P = \frac{539}{0,03} \approx 17966,67 \, \text{Па}. \]
Давление, производимое коньками, значительно выше, чем давление, производимое подошвой ботинок.