Niedźwiedź polarny ma masę 500kg, a powierzchnia jego stopy wywiera 30cm długości i 25cm szerokości i ma kształt elipsy. Oblicz ciśnienie jakie wywiera na lód stojąc na czterech łapach. Porównaj to ciśnienie z ciśnieniem jakie wywiera człowiek o masie 80kg i wymiarach stopy 30 długości i 10cm szerokości. π wynosi 3,4 .



Odpowiedź :

Ciśnienie wywierane przez ciała na powierzchnię

p₁ ≈ 21 231,42 Pa

p₂ ≈ 16985,14 Pa

Dane:

M = 500 kg

x₁ = 30 cm = 0,3 m

y₁ = 25 cm = 0,25 m

m = 80 kg

x₂ = 30 cm = 0,3 m

y₂ = 10 cm = 0,1 m

π  = 3,14 (zgaduje, że 3,4 to literówka)

Szukane:

p₁ = ?

p₂ = ?

Rozwiązanie:

Ciśnienie jest to siła, jaka wywierana jest na dane pole powierzchni:

 [tex]p = \frac{F}{S}[/tex]

Policzmy pole powierzchni stóp niedźwiedzia oraz człowieka (przybliżając powierzchnię stóp do elipsy):
 
[tex]S_1 = 4\ \pi\ \frac{x_1}{2}\ \frac{y_1}{2} = 0,2355\ m^2\\\\S_2 = 2\ \pi\ \frac{x_2}{2}\ \frac{y_2}{2} = 0,0471\ m^2[/tex]

Następnie policzmy siły ciężkości, jakie wywierają na daną powierzchnię i ciśnienie:

 [tex]F_1 = M\ g = 5000 N\\F_2 = m\ g = 800 N\\\\p_1 = \frac{F_1}{S_1} = 21 231,4225\ Pa\\p_2 = \frac{F_2}{S_2} = 16 985,138\ Pa[/tex]