Номер 383, страница 99 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Дано:

$a = 20{,}0\text{ м}$

$b = 50{,}0\text{ м}$

$p = 101\,325\text{ Па}$ (нормальное атмосферное давление)

Найти:

$F - ?$

Решение:

1. Площадь крыши $\text{S}$ (прямоугольной формы) рассчитывается по формуле:

$$S = a \cdot b$$

$$S = 20{,}0\text{ м} \cdot 50{,}0\text{ м} = 1000\text{ м}^2$$

2. Сила давления воздуха $\text{F}$ определяется по формуле давления:

$$p = \frac{F}{S} \Rightarrow F = p \cdot S$$

Подставим значения (используем значение нормального атмосферного давления $p \approx 101\,325\text{ Па}$):

$$F = 101\,325\text{ Па} \cdot 1000\text{ м}^2 = 101\,325\,000\text{ Н} \approx 101{,}3\text{ МН}$$

(Если использовать приближенное значение $p = 10^5\text{ Па}$, то сила составит $100\text{ МН}$).

3. Почему крыша не проваливается?

Несмотря на огромную силу давления снаружи (более $100$ миллионов ньютонов), крыша не рушится, потому что воздух есть и внутри дома. Давление воздуха внутри помещений равно атмосферному давлению снаружи. Это значит, что воздух давит на крышу не только сверху вниз, но и снизу вверх (изнутри дома) с такой же силой. Эти силы уравновешивают друг друга, поэтому крыша испытывает нагрузку только от собственного веса и внешних погодных факторов (снег, ветер).

Ответ: $F \approx 101{,}3\text{ МН}$; крыша не проваливается, так как давление воздуха внутри дома уравновешивает атмосферное давление снаружи.