Question

17 ноября 1970 г. советская станция «Луна-17» благополучно прилунилась в Море Дождей. Через 2,5 часа из неё выехал управляемый с Земли луноход массой 756 кг и, оставляя колею шириной 20 см, впервые в истории человечества начал движение на 8 колёсах по поверхности вечного спутника Земли. Оцените, какое примерно давление оказывали ажурные стальные «шины» лунохода на особую почву (лунит), не имеющую аналогов на Земле, если каждое колесо соприкасалось с грунтом на участке длиной около 25 см.

Answer 1

m = 756 кг.

gл = g / 6.

g = 10 м/с2.

a = 20 см = 0,2 м.

b = 25 см = 0,25 м.

n = 8.

Р - ?

Определение давления: P = F / S.  

F = gл * m - сила, с которой луноход действует на поверхность спутника.  

F = g * m /6.

S = n * S1, где S1 - площадь соприкосновения одного колеса с поверхностью..  

S1 = a * b.

Давление спутника будет определяться формулой: P = g * m / 6 * n * a * b.

Р = 10 м/с2 * 756 кг / 6 * 8 * 0,2 м * 0,25 м = 3150 Па.  

Ответ: луноход на поверхность спутника Земли создаёт давление Р = 3150 Па.

Answer 2

Для того чтобы оценить давление, которое оказывали "шины" лунохода на лунит, можно воспользоваться формулой для давления:

Давление (P) = Сила (F) / Площадь (A)

Масса лунохода (m) = 756 кг Гравитационная постоянная (g) на Луне примерно 1/6 от земной, то есть около 1.625 м/с²

Теперь мы можем рассчитать силу (F), которую луноход оказывает на лунит, используя второй закон Ньютона:

F = m * g = 756 кг * 1.625 м/с² = 1227 кг*м/с² (или 1227 Ньютона)

Следующим шагом является расчет площади (A), с которой "шины" лунохода соприкасаются с лунитом. Вы сказали, что каждое колесо соприкасается с грунтом на участке длиной около 25 см (или 0.25 м) и шириной 20 см (или 0.2 м). Таким образом, площадь контакта одного колеса равна:

A = длина * ширина = 0.25 м * 0.2 м = 0.05 м²

Теперь мы можем рассчитать давление:

P = F / A = 1227 Н / 0.05 м² = 24540 Паскалей

Таким образом, примерное давление, оказываемое ажурными стальными "шинами" лунохода на лунит, составляло около 24540 Паскалей. Это очень высокое давление, но учтите, что лунит имеет свойство быть компактным и каменистым, что помогает равномерно распределять нагрузку.