Для решения задачи воспользуемся основными законами механики и формулой для вычисления веса (силы тяжести) тела.
Определение силы тяжести: Сила тяжести (вес) тела рассчитывается по формуле: \[ F = m \cdot g \] где:
- \( F \) — сила тяжести (в Ньютонах),
- \( m \) — масса тела (в килограммах),
- \( g \) — ускорение свободного падения (в м/с²), принятое здесь равным 10 Н/кг.
Общая сила давления: В задаче указано, что девочка с рюкзаком действует на пол с силой давления \( F = 380 \, \text{Н} \). Эта сила обозначает общий вес девочки и рюкзака: \[ F_{total} = F_{girl} + F_{backpack} \] где \( F_{girl} \) — вес девочки, \( F_{backpack} \) — вес рюкзака.
Вычисляем вес рюкзака: Зная массу рюкзака \( m = 5,0 \, \text{кг} \), можем найти его вес: \[ F_{backpack} = m_{backpack} \cdot g = 5,0 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{Н/кг} = 50 \, \text{Н} \]
Находим вес девочки: Теперь подставим известные значения в формулу общего давления: \[ F_{total} = F_{girl} + F_{backpack} \implies 380 \, \text{Н} = F_{girl} + 50 \, \text{Н} \] Решим это уравнение для \( F_{girl} \): \[ F_{girl} = 380 \, \text{Н} - 50 \, \text{Н} = 330 \, \text{Н} \]
Нахождение массы девочки: Теперь, зная вес девочки \( F_{girl} = 330 \, \text{Н} \), можем найти массу девочки: \[ F_{girl} = m_{girl} \cdot g \implies m_{girl} = \frac{F_{girl}}{g} = \frac{330 \, \text{Н}}{10 \, \text{Н/кг}} = 33,0 \, \text{кг} \]
Ответ: Масса девочки составляет \( 33,0 \, \text{кг} \).