На изображении представлены задачи, вот решение для задачи 4:
Задача: Мальчик массой 55 кг стоит на коньках. Ширина лезвия коньков равна 5 мм, а длина той части лезвия, которая опирается на лёд, составляет 17 см. Вычислите давление, производимое коньками на лёд. Сравните полученный результат с давлением, производимым блоком весом 300 Н, площадь подошвы его бетонной поверхности равна 300 см².
Решение:
Вычислим площадь опоры коньков:
- Ширина лезвия конька: 5 мм = 0,5 см
- Длина опоры на лёд: 17 см
- Площадь опоры \( A \) на один конёк: \[ A = \text{Ширина} \times \text{Длина} = 0,5 \, \text{см} \times 17 \, \text{см} = 8,5 \, \text{см}^2 \]
- Так как мальчик стоит на двух коньках, общая площадь: \[ A_{\text{общая}} = 2 \times 8,5 = 17 \, \text{см}^2 \]
Вычислим давление, производимое коньками на лёд:
- Массa мальчика: \( m = 55 \, \text{кг} \)
- Сила тяжести \( F = m \times g \), где \( g = 9,8 \, \text{м/с}^2 \): \[ F = 55 \times 9,8 = 539 \, \text{Н} \]
- Давление \( P = \frac{F}{A_{\text{общая}}} \): \[ P = \frac{539 \, \text{Н}}{17 \, \text{см}^2} = \frac{539 \, \text{Н}}{0,0017 \, \text{м}^2} \approx 317058 \, \text{Па} \]
Сравним с давлением блока:
- Вес блока: 300 Н
- Площадь подошвы: 300 см² = 0,03 м²
- Давление от блока \( P_{\text{блока}} = \frac{300 \, \text{Н}}{0,03 \, \text{м}^2} = 10000 \, \text{Па} \)
Сравнение:
- Мальчик на коньках производит давление приблизительно 317058 Па, что значительно больше, чем давление блока (10000 Па).
Таким образом, давление, производимое мальчиком на коньках, намного больше из-за меньшей площади соприкосновения.