Давайте разберём задачу подробно и пошагово.
Задача:
Что оказывает на стол больше давления — оригинал статуэтки, копия или одинаково?
Дано:
- Плотность оригинальной статуэтки: \( \rho_0 = 8{,}600 \ \text{кг/м}^3 \)
- Масса копии в 200 раз меньше массы оригинала: \( m_{копия} = \frac{1}{200} \times m_{оригинал} \)
Нужно определить, кто оказывает больше давления на стол — оригинал, копия или одинаково.
Шаг 1: Что такое давление?
Давление (на поверхность) — это сила, делённая на площадь её приложения:
\[ P = \frac{F}{A} \]
Поскольку статуэтка отдыхает на столе, сила — сила тяжести, действующая на статуэтку:
\[ F = m \times g \]
где:
- \( m \) — масса статуэтки,
- \( g \) — ускорение свободного падения (приблизительно 9,8 м/с²).
Шаг 2: Связь между массой, плотностью и объёмом
Масса — это плотность, умноженная на объём:
\[ m = \rho \times V \]
Объём статуэтки — это то же самое для обеих, так как размеры соответствуют, но у нас есть только плотность оригинала и отношение масс.
Шаг 3: Масса оригинальной статуэтки
Обозначим:
- \( m_0 \) — масса оригинальной статуэтки,
- \( V_0 \) — её объём.
Тогда:
\[ m_0 = \rho_0 \times V_0 \]
Шаг 4: Масса копии
Масса копии \( m_копия \) в 200 раз меньше:
\[ m_{копия} = \frac{m_0}{200} \]
Шаг 5: Давление, оказываемое статуэтками
Для каждого вида статуэтки:
\[ P = \frac{F}{A} = \frac{m \times g}{A} \]
Обратите внимание, что площадь основания статуэтки, \( A \), должна быть одинаковой у оригинала и копии, так как речь идет о том, какая статуэтка оказывает больше давления на стол.
Если площадь основания одинаковая, то давление зависит только от массы.
Итог:
Давление оригинала:
\[ P_0 = \frac{m_0 \times g}{A} \]Давление копии:
\[ P_{копия} = \frac{(m_0/200) \times g}{A} = \frac{m_0 \times g}{200 \times A} \]
Вывод:
Поскольку \( P_{копия} = \frac{1}{200} P_0 \), то копия оказывает на стол в 200 раз меньше давления, чем оригинал, если площадь основания и материалы одинаковы или размеры статуэток схожи (габариты, благодаря тому, что они сделаны из одинакового материала или по аналогичной форме, то объёмы и площади основания одинаковы).
Ответ:
Оригинал статуэтки оказывает больше давления на стол, чем копия.
Если есть ещё вопросы, — спрашивайте!