сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 0 № 653
i

Песок яв­ля­ет­ся важ­ней­шим при­род­ным сы­пу­чим ма­те­ри­а­лом, при­ме­ня­е­мым в стро­и­тель­стве. Па­ра­мет­ра­ми, опре­де­ля­ю­щи­ми свой­ства сы­пу­че­го ма­те­ри­а­ла, яв­ля­ют­ся его ис­тин­ная плот­ность (плот­ность ча­стиц ма­те­ри­а­ла) и на­сып­ная плот­ность (сред­няя плот­ность сы­пу­че­го ма­те­ри­а­ла в не­уп­лот­нен­ном со­сто­я­нии). Оце­ни­те на­сып­ную плот­ность песка, если его ис­тин­ная плот­ность \rho=2600кг/м в кубе . Как ме­ня­ет­ся на­сып­ная плот­ность при уве­ли­че­нии сред­не­го ис­тин­ная плот­ность раз­ме­ра пес­чи­нок? Все не­об­хо­ди­мые для рас­че­та ве­ли­чи­ны вы­бе­ри­те ис­хо­дя из здра­во­го смыс­ла.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пес­чин­ки пред­став­ля­ют собой ма­лень­кие ку­соч­ки дву­оки­си крем­ния не­пра­виль­ной формы. По­это­му на­сып­ная плот­ность песка за­ви­сит от сте­пе­ни его «уплот­не­ния», когда «не­пра­виль­но­сти» пес­чи­нок на­хо­дят друг друга, и на­сып­ная плот­ность песка может при­бли­жать­ся к ис­тин­ной. Если же ни­ка­ких спе­ци­аль­ных уси­лий по уплот­не­нию песка не пред­при­ни­ма­ет­ся, между пес­чин­ка­ми оста­ют­ся пу­сто­ты, и его на­сып­ная плот­ность может быть зна­чи­тель­но мень­ше ис­тин­ной. Оце­ним на­сып­ную плот­ность. Будем для оцен­ки счи­тать, что пес­чин­ки пред­став­ля­ют собой ша­ри­ки ра­ди­у­са r. Ко­неч­но, это пред­по­ло­же­ние яв­ля­ет­ся не­вер­ным, од­на­ко про­ме­жут­ки между пес­чин­ка­ми не­пра­виль­ной формы без спе­ци­аль­ных уси­лий по уплот­не­нию песка в каких-то слу­ча­ях яв­ля­ют­ся бо́льши­ми, в каких-то  — мень­ши­ми, чем пу­сто­ты между ша­ри­ка­ми, и пред­по­ло­же­ние о круг­лой форме пес­чи­нок для вы­чис­ле­ния объ­е­ма пу­стот яв­ля­ет­ся ра­зум­ным. Пусть песок за­пол­ня­ет куб с реб­ром a. Тогда в кубе со­дер­жат­ся \mathrmN \sim левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2r конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в кубе пес­чи­нок, име­ю­щих сум­мар­ный объем

 \mathrmV=\mathrmN дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби Пи \mathrmr в кубе = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби Пи \mathrma в кубе .

По­это­му масса песка в объ­е­ме куба равна

 \mathrmm=\rho_0 \mathrm~V= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби Пи \rho_0 \mathrma в кубе ,

где \rho_0  — ис­тин­ная плот­ность песка. От­сю­да на­хо­дим на­сып­ную плот­ность песка, как от­но­ше­ние массы песка в объ­е­ме куба к его объ­е­му

 \rho= дробь: чис­ли­тель: m, зна­ме­на­тель: \mathrma в кубе конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби Пи \rho_0 \approx дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \rho_0=1300 кг/м в кубе .

Как сле­ду­ет из этой фор­му­лы на­сып­ная плот­ность при­бли­зи­тель­но вдвое мень­ше ис­тин­ной и не за­ви­сит от раз­ме­ра пес­чи­нок.

 

Ответ: 1300 кг/м3.

Классификатор: Ме­ха­ни­ка. Масса и плот­ность