Какова масса шара, если известно, что сила, действующая на большой поршень гидравлической машины, составляет 120 Н? При этом площадь малого поршня равна 192 см2, а площадь большого поршня - 960 см2. Известно также, что жидкость в машине находится в равновесии. Здесь ускорение свободного падения равно 10 м/с2. Вычислите массу шара.
Semen
Чтобы найти массу шара в данной задаче, мы можем использовать принцип Паскаля и уравнение равновесия. Первым шагом, нам нужно вычислить давление, действующее на большой поршень.
Используем формулу для давления \(P = \frac{F}{A}\), где \(P\) - давление, \(F\) - сила и \(A\) - площадь.
Давление, действующее на малый поршень, равно давлению, действующему на большой поршень. Таким образом, мы можем записать уравнение:
\(\frac{F_1}{A_1} = \frac{F_2}{A_2}\),
где \(F_1\) и \(A_1\) - сила и площадь малого поршня, а \(F_2\) и \(A_2\) - сила и площадь большого поршня соответственно.
Подставляем данные из задачи:
\(\frac{120\, \textrm{Н}}{192\, \textrm{см}^2} = \frac{F_2}{960\, \textrm{см}^2}\).
Теперь, чтобы найти силу \(F_2\), умножим обе стороны уравнения на 960:
\(120\, \textrm{Н} \cdot 960\, \textrm{см}^2 = F_2\).
Переведем единицы измерения в стандартные:
\(120\, \textrm{Н} \cdot 960\, \textrm{см}^2 = F_2 \cdot 0.01\, \textrm{м}^2\).
Мы знаем, что площадь выражается в квадратных метрах, поэтому:
\(120\, \textrm{Н} \cdot 960\, \textrm{см}^2 = F_2 \cdot 0.01\, \textrm{м}^2\).
Выполняем вычисления:
\(115200\, \textrm{Н} \cdot \textrm{см}^2 = F_2 \cdot 0.01\, \textrm{м}^2\).
Теперь, чтобы найти силу \(F_2\), делим обе стороны уравнения на \(0.01\, \textrm{м}^2\):
\(F_2 = \frac{115200\, \textrm{Н} \cdot \textrm{см}^2}{0.01\, \textrm{м}^2}\).
Выполняем вычисления:
\(F_2 = 11520000\, \textrm{Н}\).
Мы знаем, что сила равна массе, умноженной на ускорение свободного падения \(F = mg\), где \(m\) - масса, а \(g\) - ускорение свободного падения. Таким образом, мы можем записать уравнение:
\(11520000\, \textrm{Н} = m \cdot 10\, \textrm{м/с}^2\).
Чтобы найти массу \(m\), делим обе стороны уравнения на \(10\, \textrm{м/с}^2\):
\(m = \frac{11520000\, \textrm{Н}}{10\, \textrm{м/с}^2}\).
Выполняем вычисления:
\(m = 1152000\, \textrm{кг}\).
Таким образом, масса шара составляет 1 152 000 кг.
Используем формулу для давления \(P = \frac{F}{A}\), где \(P\) - давление, \(F\) - сила и \(A\) - площадь.
Давление, действующее на малый поршень, равно давлению, действующему на большой поршень. Таким образом, мы можем записать уравнение:
\(\frac{F_1}{A_1} = \frac{F_2}{A_2}\),
где \(F_1\) и \(A_1\) - сила и площадь малого поршня, а \(F_2\) и \(A_2\) - сила и площадь большого поршня соответственно.
Подставляем данные из задачи:
\(\frac{120\, \textrm{Н}}{192\, \textrm{см}^2} = \frac{F_2}{960\, \textrm{см}^2}\).
Теперь, чтобы найти силу \(F_2\), умножим обе стороны уравнения на 960:
\(120\, \textrm{Н} \cdot 960\, \textrm{см}^2 = F_2\).
Переведем единицы измерения в стандартные:
\(120\, \textrm{Н} \cdot 960\, \textrm{см}^2 = F_2 \cdot 0.01\, \textrm{м}^2\).
Мы знаем, что площадь выражается в квадратных метрах, поэтому:
\(120\, \textrm{Н} \cdot 960\, \textrm{см}^2 = F_2 \cdot 0.01\, \textrm{м}^2\).
Выполняем вычисления:
\(115200\, \textrm{Н} \cdot \textrm{см}^2 = F_2 \cdot 0.01\, \textrm{м}^2\).
Теперь, чтобы найти силу \(F_2\), делим обе стороны уравнения на \(0.01\, \textrm{м}^2\):
\(F_2 = \frac{115200\, \textrm{Н} \cdot \textrm{см}^2}{0.01\, \textrm{м}^2}\).
Выполняем вычисления:
\(F_2 = 11520000\, \textrm{Н}\).
Мы знаем, что сила равна массе, умноженной на ускорение свободного падения \(F = mg\), где \(m\) - масса, а \(g\) - ускорение свободного падения. Таким образом, мы можем записать уравнение:
\(11520000\, \textrm{Н} = m \cdot 10\, \textrm{м/с}^2\).
Чтобы найти массу \(m\), делим обе стороны уравнения на \(10\, \textrm{м/с}^2\):
\(m = \frac{11520000\, \textrm{Н}}{10\, \textrm{м/с}^2}\).
Выполняем вычисления:
\(m = 1152000\, \textrm{кг}\).
Таким образом, масса шара составляет 1 152 000 кг.
Знаешь ответ?