Для решения задачи используем закон Паскаля, который говорит, что в замкнутой системе жидкость передает давление равномерно. Формула для расчета силы через давление и площадь:
\[ F = P \times A \]
где:
- \( F \) — сила,
- \( P \) — давление,
- \( A \) — площадь.
Рассчитаем силу на большом поршне (\( F_1 \)):
\[ F_1 = P \times A_1 \]
где:
- \( P = 400 \) кПа,
- \( A_1 = 500 \) см².
Подставим данные в формулу и переведем всё в одни единицы: \[ F_1 = 400 \, \text{kPa} \times 500 \, \text{cm}^2 = (400 \times 10^3 \, \text{Pa}) \times (500 \times 10^{-4} \, \text{m}^2) \]
\[ F_1 = 400000 \, \text{Pa} \times 0.05 \, \text{m}^2 = 20000 \, \text{N} \]
Таким образом, показание динамометра, сжимающегося большим поршнем, равняется 20000 Н.
Рассчитаем площадь малого поршня (\( A_2 \)):
Из условия задачи известно, что сила на малом поршне равна 180 Н. Используем формулу:
\[ A_2 = \frac{F_2}{P} \]
где:
- \( F_2 = 180 \) Н,
- \( P = 400 \) кПа.
Подставим данные в формулу: \[ A_2 = \frac{180 \, \text{N}}{400000 \, \text{Pa}} \]
\[ A_2 = 0.00045 \, \text{m}^2 \]
Переведем в см²: \[ A_2 = 0.00045 \, \text{m}^2 \times 10000 \, \text{cm}^2/\text{m}^2 = 4.5 \, \text{cm}^2 \]
Ответы:
- а) Показания динамометра, сжимаемого большим поршнем: 20000 Н.
- б) Площадь меньшего поршня: 4.5 см².