質量100kg、1辺の長さが80cmの立方体を平面に置いたとき、平面と立方体の接触面に作用する力による垂直応力を求めます。重力加速度は $g = 9.80 \ m/s^2$ とします。

応用数学物理力学応力面積重力
2025/5/20

1. 問題の内容

質量100kg、1辺の長さが80cmの立方体を平面に置いたとき、平面と立方体の接触面に作用する力による垂直応力を求めます。重力加速度は g=9.80 m/s2g = 9.80 \ m/s^2 とします。

2. 解き方の手順

まず、立方体の底面積を計算します。
1辺の長さは80cmなので、0.8mです。
底面積 AA は、A=(0.8 m)×(0.8 m)=0.64 m2A = (0.8 \ m) \times (0.8 \ m) = 0.64 \ m^2 となります。
次に、立方体の重さを計算します。重さ WW は、質量 mm と重力加速度 gg の積で与えられます。
W=m×g=100 kg×9.80 m/s2=980 NW = m \times g = 100 \ kg \times 9.80 \ m/s^2 = 980 \ N となります。
最後に、垂直応力を計算します。垂直応力 σ\sigma は、重さ WW を底面積 AA で割った値で与えられます。
σ=WA=980 N0.64 m2=1531.25 N/m2\sigma = \frac{W}{A} = \frac{980 \ N}{0.64 \ m^2} = 1531.25 \ N/m^2 となります。
1 N/m2=1 Pa1 \ N/m^2 = 1 \ Pa なので、垂直応力は 1531.25 Pa1531.25 \ Pa です。

3. 最終的な答え

1531.25 Pa

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