问题 问答题

一个成年人体重为60kg,一只脚的面积为200cm2,该成年人在一个结冰的河面上行走时,突然发现脚下的冰即将破裂.冰面能承受的最大压强为2×104pa.

求:(1)该成年人双脚站立时,对冰面的压强.

(2)该成年人发现冰即将破裂,赶紧奔跑,冰面会破裂吗?通过计算解释为什么?(注:人奔跑时,单脚接触冰面)

答案

已知:G=60kg,S=200cm2=0.02m2,pmax=2×104pa

求:(1)该成年人双脚站立时,对冰面的压强p;

(2)该成年人发现冰即将破裂,赶紧奔跑,冰面是否会破裂.

(1)该成年人双脚站立时,对冰面的压力:

F=G=mg=60kg×9.8N/kg=588N,

受力面积:

S′=2S=2×0.02m2=0.04m2

对冰面的压强:

p=

F
S′
=
588N
0.04m2
=1.47×104Pa;

(2)∵人奔跑时对冰面的压力不变,受力面积为一只脚的面积,

∴此时对冰面的压强:

p′=

F
S
=
588N
0.02m2
=2.94×104Pa,

∵2.94×104Pa>2×104Pa

∴冰面会破裂.

答:(1)该成年人双脚站立时,对冰面的压强为1.47×104Pa;

(2)该成年人发现冰即将破裂,赶紧奔跑,冰面会破裂.

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