Контрольные задания > 5. Алюминиевый куб, длина ребра которого l = 40 см, находится на горизонтальном полу кабины лифта, движущейся с направленным вертикально вниз ускорением, модуль которого a = 2,5 м/с². Найдите давление куба на пол кабины лифта. Плотность алюминия ρ = 2,7 * 10^3 кг/м³
Вопрос:
5. Алюминиевый куб, длина ребра которого l = 40 см, находится на горизонтальном полу кабины лифта, движущейся с направленным вертикально вниз ускорением, модуль которого a = 2,5 м/с². Найдите давление куба на пол кабины лифта. Плотность алюминия ρ = 2,7 * 10^3 кг/м³
Ответ:
Сначала найдем объем куба (V): (V = l^3), где (l) - длина ребра куба.
(l = 40) см = (0.4) м
(V = (0.4)^3 = 0.064) м³
Найдем массу куба (m), используя его плотность (ρ): (m = ρV)
(ρ = 2.7 * 10^3) кг/м³
(m = 2.7 * 10^3 * 0.064 = 172.8) кг
Сила давления куба на пол складывается из силы тяжести и силы инерции, так как кабина движется вниз с ускорением (a).
Сила тяжести (F_тяж) = (mg)
Сила инерции (F_ин) = (ma)
где (g) - ускорение свободного падения, (g ≈ 9.8) м/с².
Поскольку ускорение лифта направлено вниз, то сила инерции будет направлена вверх, уменьшая давление на пол, поэтому сила будет равна разности силы тяжести и инерции
(F = m(g-a))
(F = 172.8 * (9.8-2.5))
(F = 172.8 * 7.3) ≈ 1261.44 Н
Давление (p) определяется как сила, деленная на площадь опоры (S). Площадь опоры куба равна площади его грани: (S = l^2)
(S = (0.4)^2 = 0.16) м²
(p = F/S)
(p = 1261.44 / 0.16) ≈ (7884) Па
Ответ: Давление куба на пол кабины лифта составляет примерно 7884 Па.