Номер 3, страница 82 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Механика. 3. Динамика материальной точки. Параграф 18. Первый закон Ньютона - номер 3, страница 82.

Условие.

3. Почему, если резко выдернуть свёклу из земли, ботва рвётся, а если постепенно – нет?

Решение.

Решение

Это явление объясняется свойством инерции. Инерция — это свойство тел сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. Корнеплод свёклы, находящийся в земле, обладает массой и, следовательно, инертен, то есть «стремится» оставаться в покое.

1. При резком рывке:

Когда вы резко дёргаете за ботву, вы пытаетесь сообщить свёкле очень большое ускорение за крайне малый промежуток времени. Согласно второму закону Ньютона, сила, необходимая для этого, прямо пропорциональна ускорению ($F=ma$). Из-за инерции массивный корнеплод «сопротивляется» такому быстрому изменению скорости. В результате сила, которую вы прикладываете, концентрируется на ботве и превышает её предел прочности. Ботва рвётся, не успев сдвинуть с места корнеплод, который прочно сидит в земле.

2. При постепенном вытягивании:

Когда вы тянете постепенно, вы прикладываете силу в течение более длительного времени. Ускорение, сообщаемое свёкле, невелико. Сила, которую вы прилагаете, также меньше, и она не превышает предел прочности ботвы. Эта сила успевает передаться от ботвы к корнеплоду, постепенно преодолевая его инерцию и силу сопротивления почвы. В результате вся система (ботва и корнеплод) приходит в движение как единое целое, и вы вытаскиваете свёклу из земли.

Ответ: При резком рывке из-за инерции корнеплод свёклы не успевает прийти в движение, и вся приложенная сила идёт на разрыв ботвы, прочность которой оказывается недостаточной. При постепенном вытягивании сила плавно передаётся корнеплоду, преодолевая его инерцию и сопротивление земли, и свёкла вытаскивается целиком, так как сила не превышает предел прочности ботвы.