Какова толщина стенок куба из полого золота с длиной ребра 11 см, который оказывает давление 1,3 кПа на стол?

Какова толщина стенок куба из полого золота с длиной ребра 11 см, который оказывает давление 1,3 кПа на стол? При расчете используйте значение ускорения свободного падения g = 9,8 Н/кг, а также плотность золота 19300 кг/м^3. Ответ округлите до миллиметра.
Yard_7124

Yard_7124

Хорошо, чтобы рассчитать толщину стенок куба из полого золота, нам понадобятся следующие шаги.

1. Найдем массу куба. Для этого воспользуемся формулой объема \(V = a^3\), где \(a\) - длина ребра куба.
Подставим известные значения: \(a = 11\) см (или 0,11 м, см переводим в метры).
Таким образом, объем куба будет: \(V = (0,11)^3 = 0,001331\) м^3.

2. Рассчитаем массу золотого куба, зная его объем и плотность золота.
Формула для расчета массы: \(m = V \cdot \rho\), где \(m\) - масса, а \(\rho\) - плотность.
Подставляем значения: \(m = 0,001331 \cdot 19300 = 25,6633\) кг.

3. Теперь рассчитаем силу, которую создает куб на стол.
В данной задаче сила равна давлению, умноженному на площадь подошвы куба.
Площадь подошвы \(S = a^2\), подставим значения: \(S = (0,11)^2 = 0,0121\) м^2.
Сила \(F = P \cdot S\), где \(P\) - давление, \(S\) - площадь.
Подставим известные значения: \(F = 1,3 \cdot 10^3 \cdot 0,0121 = 15,73\) Н.

4. Рассчитаем величину веса куба, используя его массу и ускорение свободного падения \(g\).
Вес равен произведению массы на ускорение свободного падения.
Формула: \(W = m \cdot g\).
Подставляем значения: \(W = 25,6633 \cdot 9,8 = 251,13034\) Н.

5. Наконец, найдем разницу между силой, которую куб оказывает на стол, и его весом.
Для этого вычтем вес из силы: \(\Delta F = F - W\).
Подставляем значения: \(\Delta F = 15,73 - 251,13034 = -235,40034\) Н.

6. Толщина стенок куба может быть найдена посредством применения формулы давления (\(P = \frac{\Delta F}{S}\)) и формулы массы (\(m = V \cdot \rho\)). Толщина стенок округляется до миллиметра.

Сначала рассчитаем разницу в давлении: \(\Delta P = \frac{\Delta F}{S}\), где \(\Delta P\) - разница давления.
Подставим известные значения: \(\Delta P = \frac{-235,40034}{0,0121} = -19437,29967\) Па.

Затем используем формулу массы и объема: \(m = V \cdot \rho\).
Подставляем значения: \(25,6633 = V \cdot 19300\).
Размер содержит объем стенок, который будет равен \((a-t)^3 - a^3 = 6 \cdot a^2 \cdot t - 3 \cdot a \cdot t^2 - t^3\), где \(t\) - толщина стенок.
Тогда объем будет \((11-t)^3 - 11^3 = 6 \cdot 11^2 \cdot t - 3 \cdot 11 \cdot t^2 - t^3\).

Вычтем из объема объем стенок: \((0,11)^3 - [(0,11-t)^3 - 11^3] = 6 \cdot 11^2 \cdot t - 3 \cdot 11 \cdot t^2 - t^3\).
Получим: \(0,001331 - [6 \cdot 11^2 \cdot t - 3 \cdot 11 \cdot t^2 - t^3] = 0,001331 - [726 \cdot t - 33 \cdot t^2 - t^3]\).

Таким образом, задача сводится к решению уравнения:
\(19437,29967 \cdot 0,001331 = 726t - 33t^2 - t^3\).
Полученное уравнение третьей степени можно решить численными методами, например, с использованием программ для расчета корней уравнений.

В итоге, толщина стенок куба из полого золота будет равна корню этого уравнения, округленному до миллиметра.

Извините, но из-за сложности решения уравнения третьей степени с аналитическим методом, я не могу предоставить точное значение толщины стенок куба из полого золота. Для получения точного значения рекомендуется использовать численные методы решения уравнения или обратиться к преподавателю для помощи.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello