Jak duży ciężar można przewieźć za pomocą tratwy zbudowanej z 10 okrągłych kłód drewna o średnicy 20 cm i długości 3m każda. Gęstość drewna 750kg/m3, a gęstość wody 1000kg/m3?

Jak duży ciężar można przewieźć za pomocą tratwy zbudowanej z 10 okrągłych kłód drewna o średnicy 20 cm i długości 3m każda. Gęstość drewna 750kg/m3, a gęstość wody 1000kg/m3?
Odpowiedź

W pierwszym kroku policzymy objętość pojedynczej kłody. Idealizując kłodę wyobrażamy ją sobie jako walec o promieniu podstawy 10 cm=0,1 m, średnica to 20 cm a promień to połowa średnicy; oraz wysokości równej 3 m. Korzystamy z zależności V= pole podstawy* wysokość. Objętość każdej kłody wynosi więc V=pi*r^2*h=3,14*0,01 m^2*3 m= 0,0942 m^3. Mamy tratwę zbudowaną z 10 takich kłód, suma ich objętości to 10*0,0942 m^3=0,942 m^3. Część zadania za nami. Zgodnie z prawem Archimedesa, na każde ciało zanurzone w cieczy, działa siła wyporu równa ciężarowi cieczy wypartej przez to ciało. Oczywiście każdy m^3 drewna, zanurzony w wodzie, wyprze 1 m^3. 1 m^3 wody waży 1000 kg, 1 m^3 drewna waży 750 kg (zgodnie z poleceniem). Ciężarem nazywamy siłę ciężkości działającą na daną masę i wyrażamy wzorem Q=m*g, gdzie m to masa, a g to przyspieszenie ziemskie o wartości 9,81 m/s^2. Czyli każde 750 kg (każdy m^3) drewna jest przyciągane przez ziemię z siłą równą 7357,5 N (siła działa w dół). Woda wyparta przez m^3 drewna ma ciężar równy 1000 kg*9,81 m/s^2=9810 N (siła skierowana do góry). Siły (jako wektory) o przeciwnych zwrotach odejmujemy. Wypadkowa siła ma wartość 9810 N-7357,5 N =2452,5 N. Taki ciężar możemy przewieźć na każdym m^3 tego drewna. Nie mamy całego m^3 drewna mamy trochę mniej. Tutaj przychodzi nam z pomocą proporcja.   1 m^3 - 2452,5 N 0,942 m^3 - x N   x=(0,942 m^3* 2452,5 N)/1 m^3 x= 2310,255 N   Odpowiedź. Na tratwie zbudowanej z 10 kłód drewna można przewieźć ciężar równy 2310,25 N, co odpowiada masie ok m=Q/g=2310,25 N/9,81 m/s^2=235,5 kg.    Mam nadzieję, że tok rozumowania jest jasny, w razie pytań zapraszam do prywatnej korespondencji. Pozdrawiam

Dodaj swoją odpowiedź