Давление — Задание Физика 8 Класс №00050680

Ученика держат сразу две опоры: пол и перекладина. Перекладина взяла на себя часть его веса, поэтому на пол он давит слабее, чем когда просто стоит. Найдём силу, с которой ученик давит на пол, а потом — давление по формуле $p = \dfrac{F}{S}$.

Вес ученика по формуле $P = mg$:

$$P = 60\cdot 10 = 600\text{ Н}.$$

На ученика действуют три силы: сила тяжести $600\text{ Н}$ вниз, сила перекладины $240\text{ Н}$ вверх и сила пола вверх. Ученик неподвижен, значит, силы, направленные вверх, вместе равны силе, направленной вниз. На долю пола остаётся

$$F = 600 - 240 = 360\text{ Н}.$$

С такой же силой ученик давит на пол. Опора — две подошвы, их общая площадь $2\cdot 150 = 300\text{ см}^2 = 0{,}03\text{ м}^2$:

$$p = \dfrac{360}{0{,}03} = 12\,000\text{ Па} = 12\text{ кПа}.$$

Заметь: площадь опоры не изменилась, изменилась только сила. Поэтому, держась за перекладину, легче стоять на тонком льду или на хрупкой крыше.

Проверим себя другим путём. Если бы ученик просто стоял, давление было бы $600 : 0{,}03 = 20\,000\text{ Па} = 20\text{ кПа}$. Перекладина держит $240$ из $600\text{ Н}$, то есть $\dfrac{240}{600} = 0{,}4$ веса. На пол остаётся $0{,}6$ веса, и давление $20\cdot 0{,}6 = 12\text{ кПа}$. Сошлось.