Question

Определите,с какой силой воздух давит на крышу дома резмером 20м на 50м при нормальном атмосферном давлении.Почему крыша не проваливается?

Answer 1

Давление воздуха вблизи поверхности Земли равно 1 атмосфере или 105Па. Площадь крыши S = 20·50 = 1000(м²)

Итак, р = 105Па

Сила давления Р = р·S = 105·1000 = 105 000(Н) = 105кН

Инженеры-проектировщики домов обычно рассчитывают крышу так, чтобы обеспечить её прочность и жёсткость.Крыша не проваливается, потому что она опирается на стены, а там, где не опирается, деформации  незначительные.

Answer 2

Для определения силы, с которой воздух давит на крышу дома, мы можем использовать формулу давления:

\[ P = F/A \]

где \( P \) - давление, \( F \) - сила, \( A \) - площадь, на которую давление действует.

При нормальных условиях атмосферного давления (около 101325 Па), мы можем использовать эту формулу для определения силы давления воздуха на поверхность крыши.

Площадь крыши \( A \) равна продукту длины и ширины:

\[ A = 20 \, \text{м} \times 50 \, \text{м} = 1000 \, \text{м}^2 \]

Теперь мы можем использовать формулу давления, чтобы найти силу:

\[ P = \frac{F}{A} \]

Так как \( P \) - это атмосферное давление (101325 Па), и \( A \) - площадь крыши (1000 м\(^2\)), мы можем пересчитать силу:

\[ F = P \times A \]

\[ F = 101325 \, \text{Па} \times 1000 \, \text{м}^2 = 101325000 \, \text{Н} \]

Таким образом, сила, с которой воздух давит на крышу, равна примерно 101325000 Н (ньютон).

Однако, несмотря на это давление, крыша не проваливается из-за того, что воздух давит равномерно во всех направлениях. Кроме того, крыша здания обычно спроектирована и построена таким образом, чтобы выдерживать не только вертикальное давление, но и различные другие нагрузки, такие как снег, ветер и т.д. Силы, действующие на крышу, распределяются по всей структуре, обеспечивая ей необходимую прочность и устойчивость.