Какова площадь соприкосновения каждого из 8 колес вагона с рельсом, если давление, оказываемое колесом, равно 3*10^9 Па, а масса вагона составляет 60 тонн?

Физика 8 класс Давление и его вычисление площадь соприкосновения колеса вагона рельс давление масса вагона физика 8 класс формула давления расчет площади механика физические величины Новый

Давайте решим задачу по шагам. Нам нужно определить площадь соприкосновения каждого из 8 колес вагона с рельсом, зная, что давление, оказываемое колесом, равно 3*10^9 Па, а масса вагона составляет 60 тонн.

• Шаг 1: Найдем общую силу, действующую на рельс.

Сила, которую оказывает вагон на рельс, равна его весу. Вес можно вычислить по формуле:

F = m * g

где:

• F - сила (в Ньютонах),
• m - масса вагона (в килограммах),
• g - ускорение свободного падения (приблизительно равно 10 м/с²).

Масса вагона составляет 60 тонн, что равно 60000 кг. Подставим значения:

F = 60000 кг * 10 м/с² = 600000 Н.

• Шаг 2: Найдем общее давление на рельс.

Поскольку у нас 8 колес, общее давление можно выразить через давление на одно колесо и количество колес:

Sобщ = n * Sкаждое

где n - количество колес (в нашем случае n = 8).

• Шаг 3: Выразим площадь соприкосновения одного колеса.

Из формулы давления знаем, что:

p = F / S

откуда можно выразить площадь:

S = F / p.

Для одного колеса это будет:

Sкаждое = mg / (p * n).

• Шаг 4: Подставим значения в формулу.

Подставим наши значения:

Sкаждое = (60000 кг * 10 м/с²) / (3*10^9 Па * 8).

Теперь посчитаем:

Sкаждое = 600000 Н / (24 * 10^9 Па) = 600000 / 24000000000.

После вычислений получаем:

Sкаждое ≈ 0,000025 см².

• Шаг 5: Переведем площадь в удобный вид.

Упрощая, мы можем выразить это как:

Sкаждое ≈ 0,25 см².

Таким образом, площадь соприкосновения каждого из 8 колес вагона с рельсом составляет примерно 0,25 см².