Какое давление производит на пол мальчик массой 40 кг, если общая площадь подошвы его одного ботинка, соприкасающегося с полом, равна 150 см в квадрате
• изначально шарик на высоте 3R обладал только потенциальной энергией. затем, достигнув верхнего конца мертвой петли, шарик стал обладать кинетической энергией и потенциальной 2R. запишем закон сохранения энергии
3 mgR = (m v²)/2 + 2 mgR,
mgR = (m v²)/2,
v² = 2 gR.
• запишем уравнение динамики для шарика в верхней точке мертвой петли
N + mg = ma,
N = m (a - g),
N = m ((2gR)/R - g),
N = mg = 1 H
○ так как сила нормальной реакции опоры равна по 3 закону Ньютона силе нормального давления (весу), то N = P = 1 H
Дано:
m = 40 кг,
S₁ = 150 см² = 150·(0,01 м)² = 150·10⁻⁴ м² = 0,015 м²
g ≈ 10 м/с²
Найти P.
P = F/S,
Если мальчик стоит на обоих ногах, то
S = 2·S₁,
F - вес тела, если мальчик стоит спокойно, то вес равен силе тяжести, действующей на мальчика
F = mg,
P = mg/(2·S₁),
P = 40кг·10(м/с²)/(2·0,015м²) = 400/0,03 Па ≈ 13333 Па ≈ 13,3 кПа.