Сплошной кубик ставят на стол сначала гранью, имеющей наименьшую площадь поверхности, затем – гранью с наибольшей площадью поверхности (см. рис.). Как при этом меняются давление и сила давления кубика на стол, а также потенциальная энергия кубика относительно поверхности стола? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения: 1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

Разбираемся с задачей по физике!

Условие: У нас есть кубик, который сначала ставят на стол наименьшей гранью, а потом — наибольшей.

Что нужно выяснить: Как меняются давление, сила давления и потенциальная энергия кубика?

Анализ:

1. Сила давления:

• Сила давления кубика на стол — это его вес. Вес кубика зависит от его массы и силы тяжести, но не от того, какой стороной он лежит.
• Вывод: Сила давления не изменится.

2. Давление:

• Давление — это сила, действующая на единицу площади. Формула давления: p = F/S, где F — сила (вес кубика), а S — площадь опоры.
• Когда кубик ставят на наименьшую грань, площадь S меньше, а значит, давление p будет больше (так как F остается прежним).
• Когда кубик ставят на наибольшую грань, площадь S больше, а значит, давление p будет меньше.
• Вывод: Давление увеличится (при постановке на наименьшую грань) и уменьшится (при постановке на наибольшую грань). В задании спрашивается, как меняется при переходе от наименьшей площади к наибольшей, следовательно, давление уменьшится.

3. Потенциальная энергия:

• Потенциальная энергия тела над поверхностью Земли (или стола) вычисляется по формуле: E_p = mgh, где m — масса, g — ускорение свободного падения, h — высота центра масс тела над поверхностью.
• Когда кубик стоит на наименьшей грани, его высота (высота центра масс) больше.
• Когда кубик стоит на наибольшей грани, его высота (высота центра масс) меньше.
• Вывод: Потенциальная энергия уменьшится.

Итоговый ответ:

При переходе от постановки на наименьшую грань к постановке на наибольшую грань:

• Сила давления: 3) не изменится.
• Давление: 2) уменьшится.
• Потенциальная энергия: 2) уменьшится.