Номер 7, страница 258, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

7. Почему в мороз снег скрипит под ногами?

7. Решение:

Скрип снега под ногами в морозную погоду — это акустическое явление, которое можно объяснить физическими свойствами льда при разных температурах. Основных причин для этого звука две: разрушение кристаллов снега и их трение друг о друга.

1. Структура снега. Снег состоит из множества отдельных ледяных кристаллов — снежинок, которые имеют сложную, часто лучистую или звездообразную форму. Между этими кристаллами находится большое количество воздуха, поэтому свежевыпавший снег очень рыхлый.

2. Механизм возникновения звука. Когда человек наступает на снег, под давлением его веса снежинки начинают сжиматься, смещаться и соприкасаться друг с другом. В этот момент происходят два процесса:

• Разрушение кристаллов: Хрупкие лучики снежинок ломаются. Каждый такой микроскопический излом сопровождается щелчком.
• Трение кристаллов: После разрушения или уплотнения обломки кристаллов и уцелевшие снежинки начинают тереться друг о друга. Это трение также создает звук.

Сумма звуков от миллионов одновременно ломающихся и трущихся кристаллов и воспринимается человеком как характерный скрип или хруст.

3. Ключевая роль температуры. Почему же снег скрипит именно в мороз?

• При температуре, близкой к точке плавления льда (около $0^\circ\text{C}$), снег не скрипит. Под давлением ноги температура плавления льда немного понижается (это явление называется режеляцией). В результате на поверхности снежинок образуется тончайший слой воды. Эта вода действует как смазка, позволяя кристаллам скользить друг относительно друга, а не ломаться с хрустом. Поэтому мокрый снег просто сминается и уплотняется почти бесшумно.
• При отрицательных температурах (например, ниже $-2^\circ\text{C}$...$-5^\circ\text{C}$) лед становится значительно более твердым и хрупким. Давления, создаваемого ногой, уже недостаточно, чтобы растопить кристаллы. Поэтому вместо скольжения происходит их хрупкое разрушение. Чем ниже температура, тем более твердыми и хрупкими становятся кристаллы льда, и тем громче и звонче (выше по тону) будет скрип. При сильном морозе (ниже $-15^\circ\text{C}$) скрип снега может напоминать визг или писк.

Ответ: Скрип снега в мороз — это звук, возникающий от массового разрушения и трения хрупких ледяных кристаллов (снежинок) под давлением. При околонулевой температуре на кристаллах образуется водяная плёнка, которая действует как смазка и гасит звук, а при отрицательных температурах лед становится твердым, и его кристаллы ломаются, издавая характерный скрип.