Câu 2. Một học sinh có cân nặng 40 kg đứng thẳng trên mặt đất. Tính áp suất của học sinh tạo ra lên trên mặt đất khi đứng 1 chân và khi đứng 2 chân. Biết diện tích mỗi lòng bàn chân của học sinh là 0,2 m2.
(Hãy tóm tắt và giải từng bước)
Quảng cáo
3 câu trả lời 133
Áp suất (P) được tính theo công thức:
P=FA
Trong đó:
- P là áp suất (đơn vị Pascal, Pa),
- F là lực tác dụng (trong trường hợp này là trọng lượng của học sinh, đơn vị Newton, N),
- A là diện tích tiếp xúc với mặt đất (đơn vị m²).
Trọng lượng của học sinh F được tính theo công thức:
F=m⋅g
Trong đó:
- m=40kg là khối lượng học sinh,
- g=9,8m/s2 là gia tốc trọng trường.
Tính trọng lượng của học sinh (F)
F=40kg×9,8m/s2=392N
Vậy, trọng lượng của học sinh là **392 N**.
Khi học sinh đứng trên 1 chân, diện tích tiếp xúc với mặt đất là diện tích của 1 bàn chân.
Diện tích mỗi bàn chân: A=0,2m2.
Do học sinh chỉ đứng 1 chân, toàn bộ trọng lượng (392 N) sẽ tác dụng lên diện tích của 1 bàn chân, vậy:
P1=FA=392N0,2m2=1960Pa
Khi học sinh đứng trên 2 chân, diện tích tiếp xúc với mặt đất là tổng diện tích của 2 bàn chân.
Diện tích tổng cộng của 2 bàn chân: A=2×0,2=0,4m2.
Với diện tích tiếp xúc là 0,4 m², áp suất sẽ được tính như sau:
P2=FA=392N0,4m2=980Pa
- Áp suất khi học sinh đứng 1 chân là 1960 Pa.
- Áp suất khi học sinh đứng 2 chân là 980 Pa.
Lý do áp suất khi đứng 2 chân nhỏ hơn khi đứng 1 chân là do diện tích tiếp xúc với mặt đất tăng lên, phân tán lực tác dụng.
- Khối lượng học sinh: m=40 kg
- Diện tích mỗi bàn chân: S1=0,2 m²
- Gia tốc trọng trường: g=10 N/kg
trọng lực của học sinh:
- P=m×g=40×10=400 N
áp suất khi đứng 2 chân:
- Diện tích tiếp xúc tổng cộng: S2=2×S1=2×0,2=0,4 m²
- Áp suất khi đứng 2 chân: p2=FS2=4000,4=1.000 N/m² =1.000 Pa
áp suất khi đứng 1 chân:
- Diện tích tiếp xúc: S1=0,2 m²
- Áp suất khi đứng 1 chân: p1=FS1=4000,2=2.000 N/m² =2.000 Pa
Áp suất (P�) được tính theo công thức:
P=FA�=��
Trong đó:
- P� là áp suất (đơn vị Pascal, Pa),
- F� là lực tác dụng (trong trường hợp này là trọng lượng của học sinh, đơn vị Newton, N),
- A� là diện tích tiếp xúc với mặt đất (đơn vị m²).
Trọng lượng của học sinh F� được tính theo công thức:
F=m⋅g�=�⋅�
Trong đó:
- m=40kg�=40kg là khối lượng học sinh,
- g=9,8m/s2�=9,8m/s2 là gia tốc trọng trường.
Tính trọng lượng của học sinh (F)
F=40kg×9,8m/s2=392N�=40kg×9,8m/s2=392N
Vậy, trọng lượng của học sinh là **392 N**.
Khi học sinh đứng trên 1 chân, diện tích tiếp xúc với mặt đất là diện tích của 1 bàn chân.
Diện tích mỗi bàn chân: A=0,2m2�=0,2m2.
Do học sinh chỉ đứng 1 chân, toàn bộ trọng lượng (392 N) sẽ tác dụng lên diện tích của 1 bàn chân, vậy:
P1=FA=392N0,2m2=1960Pa�1=��=392N0,2m2=1960Pa
Khi học sinh đứng trên 2 chân, diện tích tiếp xúc với mặt đất là tổng diện tích của 2 bàn chân.
Diện tích tổng cộng của 2 bàn chân: A=2×0,2=0,4m2�=2×0,2=0,4m2.
Với diện tích tiếp xúc là 0,4 m², áp suất sẽ được tính như sau:
P2=FA=392N0,4m2=980Pa�2=��=392N0,4m2=980Pa
- Áp suất khi học sinh đứng 1 chân là 1960 Pa.
- Áp suất khi học sinh đứng 2 chân là 980 Pa.
Lý do áp suất khi đứng 2 chân nhỏ hơn khi đứng 1 chân là do diện tích tiếp xúc với mặt đất tăng lên, phân tán lực tác dụng.
Quảng cáo
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
2631