2020-12-26
Определите работу, совершенную при возведении знаменитой пирамиды Хеопса, имеющей основание 232,4 $\times$ 232,4 м и высоту 146,7 м. Считать, что внутренность пирамиды на 87,6% заполнена камнем с плотностью $\rho \simeq 2,8 \cdot 10^{3} кг/м^{3}$.
Решение:
Если поверхность земли принять за нулевой уровень потенциальной энергии, где первоначально находились каменные глыбы, то строительство пирамиды можно рассматривать как изменение потенциальной энергии центра масс этого грандиозного сооружения.
Определим объём правильной пирамиды
$V = \frac{1}{3} S_{осн}h \simeq 2,64 \cdot 10^{6} м^{3}$. (1)
Найдём далее массу пирамиды: $m = 0,876 \rho V \simeq 6,5 \cdot 10^{9} кг$.
Центр масс правильной пирамиды располагается в точке О, которая удалена от основания на расстояние $y = \frac{h}{4}$, поэтому изменение потенциальной энергии центра масс при строительстве определится как
$\Delta U = A = mgy = \frac{1}{4} mgh \simeq 2,4 \cdot 10^{12} Дж$. (2)
Полученная фантастическая величина произведенной древними египтянами работы, мягко говоря, завораживает своими поистине космическими масштабами.