На горизонтальном столе, который не двигается, являются размещенными два куба, сделанные из различных однородных
На горизонтальном столе, который не двигается, являются размещенными два куба, сделанные из различных однородных материалов. Предельная плотность первого материала в три раза выше плотности второго материала, в то время как ребро второго куба в два раза длиннее ребра первого куба. Каково отношение давления, которое оказывается на стол со стороны второго куба, к давлению, которое оказывается на стол со стороны первого куба? Варианты ответа: 3/8 2/3
Tainstvennyy_Mag 70
Чтобы решить эту задачу, давайте представим, что оба куба имеют одинаковое ребро единичной длины. Давайте назовем предельную плотность первого материала \( \rho_1 \), а предельную плотность второго материала \( \rho_2 \).Так как предельная плотность первого материала в три раза выше плотности второго материала, можно записать:
\[ \rho_1 = 3 \rho_2 \]
Также известно, что ребро второго куба в два раза длиннее ребра первого куба. Если длина ребра первого куба равна \( x \), то длина ребра второго куба будет \( 2x \).
Теперь мы можем выразить объемы кубов. Объем куба равен длине ребра, возведенной в куб:
\[ V_1 = x^3 \]
\[ V_2 = (2x)^3 = 8x^3 \]
Теперь давайте найдем массу каждого куба. Масса равна произведению плотности на объем:
\[ m_1 = \rho_1 V_1 = 3 \rho_2 x^3 \]
\[ m_2 = \rho_2 V_2 = \rho_2 (8x^3) \]
Давление, которое оказывается на стол со стороны каждого куба, равно силе, которую оказывает куб, деленной на площадь стола. Сила равна массе, умноженной на ускорение свободного падения \( g \), а площадь стола равна площади основания куба:
\[ P_1 = \frac{m_1 \cdot g}{x^2} \]
\[ P_2 = \frac{m_2 \cdot g}{(2x)^2} = \frac{m_2 \cdot g}{4x^2} \]
Теперь мы можем выразить отношение давления, оказываемого на стол со стороны второго куба, к давлению, оказываемого на стол со стороны первого куба:
\[ \frac{P_2}{P_1} = \frac{\frac{m_2 \cdot g}{4x^2}}{\frac{m_1 \cdot g}{x^2}} = \frac{m_2}{4 \cdot m_1} = \frac{\rho_2 (8x^3)}{4 \cdot 3 \cdot \rho_2 x^3} = \frac{8x^3}{12x^3} = \frac{2}{3} \]
Таким образом, отношение давления, которое оказывается на стол со стороны второго куба, к давлению, которое оказывается на стол со стороны первого куба, равно \( \frac{2}{3} \). Ответ: 2/3.