Question

1. Дві сили 10 Н та 15 Н напрямлені вздовж однієї прямої у різних напрямках. Знайдіть рівнодійну сил. Покажіть її на малюнку в масштабі. 2. Вага тіла 10 кН. Якою є маса тіла? 3. Обчисліть силу Архімеда, що діє на тіло об’ємом 200 см3, що занурене у морську воду. 4. У якому випадку тиск людини на грунт менший: коли людина стоїть на одній, чи на двох ногах? Поясніть відповідь.

Answer 1

Відповідь:Рівнодійна сила може бути знайдена за допомогою правила паралельограма. Спочатку визначимо силу, яка виникає при додаванні цих двох сил:

10 Н + 15 Н = 25 Н

Рівнодійна сила дорівнює 25 Н, і вона напрямлена вздовж тієї самої прямої.

Вага тіла обчислюється за формулою:

Вага = маса × прискорення вільного падіння (g)

Для Землі, прискорення вільного падіння (g) приблизно 9,8 м/с².

Вага = 10 кН = 10,000 Н

g = 9,8 м/с²

Тепер можна знайти масу:

Вага = маса × g

10,000 Н = маса × 9,8 м/с²

маса = 10,000 Н / 9,8 м/с² ≈ 1,020.41 кг

Отже, маса тіла приблизно 1020,41 кілограма.

Сила Архімеда, що діє на тіло, занурене в рідину, дорівнює вазі рідини, яку воно витіснює. Формула для обчислення цієї сили виглядає так:

Сила Архімеда = густина рідини × об'єм тіла × прискорення вільного падіння (g)

Густина морської води приблизно 1030 кг/м³, і прискорення вільного падіння (g) дорівнює 9,8 м/с².

Сила Архімеда = 1030 кг/м³ × 0.0002 м³ × 9,8 м/с² = 2 Н

Таким чином, сила Архімеда, що діє на це тіло в морській воді, дорівнює 2 Ньютони.

Тиск визначається як сила, що діє на площу. Щоб порівняти тиск, який створює людина, коли вона стоїть на одній або на двох ногах, треба розглядати однакову силу (вагу) і різну площу.

При стоянні на двох ногах площа, на яку розподіляється сила (вага), більша, ніж при стоянні на одній нозі. Отже, тиск на грунт буде менший, коли людина стоїть на двох ногах, бо вага розподіляється на більшу площу.

У випадку стояння на одній нозі, площа менша, і, отже, тиск на грунт буде більший.

Пояснення:

Answer 2

1. Для знаходження рівнодійної сили, спершу розглянемо сили 10 Н та 15 Н на координатній площині. Нехай сила 10 Н напрямлена вдоль вісі X у позитивному напрямку, а сила 15 Н напрямлена вдоль вісі Y у позитивному напрямку. Тоді рівнодійна сила (F) може бути знайдена за допомогою теореми Піфагора:

F² = (10 Н)² + (15 Н)² F² = 100 Н² + 225 Н² F² = 325 Н²

F = √325 Н ≈ 18.03 Н

Отже, рівнодійна сила дорівнює приблизно 18.03 Н. Тепер давайте покажемо цю силу на малюнку в масштабі, використовуючи відповідні вектори.

2. Вага тіла визначається формулою:

Вага (W) = маса (m) × прискорення вільного падіння (g)

Для переведення ваги з кілоньютонів (кН) до ньютонів (Н), потрібно помножити на 1000, оскільки 1 кН = 1000 Н.

Отже, W = 10 кН × 1000 = 10,000 Н.

Тепер ми можемо знайти масу тіла:

10,000 Н = m × 9.8 м/с²

m = 10,000 Н / 9.8 м/с² ≈ 1020.41 кг

Маса тіла приблизно 1020.41 кілограма.

3. Сила Архімеда, яка діє на тіло, занурене у рідину чи воду, обчислюється за формулою:

Сила Архімеда = Густина рідини (ρ) × Об'єм тіла (V) × Прискорення вільного падіння (g)

Для води приблизно:

Густина води (ρ) = 1000 кг/м³ Об'єм тіла (V) = 200 см³ = 0.0002 м³ Прискорення вільного падіння (g) = 9.8 м/с²

Сила Архімеда = 1000 кг/м³ × 0.0002 м³ × 9.8 м/с² ≈ 1.96 Н

Отже, сила Архімеда, що діє на це тіло в морській воді, становить приблизно 1.96 Н.

4. Тиск (P) визначається як відношення сили (F), що діє на площину (A), до цієї площини: P = F/A. Щоб відповісти на ваше запитання, порівняємо тиск, який створює людина на грунт, коли вона стоїть на одній нозі і на двох ногах.

Якщо людина стоїть на одній нозі, площа контакту з грунтом менша, ніж у випадку, коли вона стоїть на двох ногах. При цьому сила тиску залишається майже однаковою, оскільки вага тіла не змінюється. Отже, тиск на грунт буде більший, коли людина стоїть на одній нозі через меншу площу контакту.

Таким чином, тиск на грунт буде менший, коли людина стоїть на двох ногах, оскільки площа контакту більша, і той самий вага розподіляється на більшу площу.