Номер 1, страница 174 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Обсудить в классе. Параграф 53. Давление. Условие равновесия жидкости. Глава 7. Элементы гидростатики и гидродинамики - номер 1, страница 174.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

Разница в усилиях, необходимых для перемещения лодки по воде и по песку, объясняется принципиально разными видами сил сопротивления, которые действуют на лодку в этих средах. Когда лодка находится на воде, она испытывает сопротивление со стороны жидкости. Это сопротивление (или вязкое трение) относительно невелико, особенно при малых скоростях. Вода обтекает гладкий и имеющий специальную форму корпус лодки, и для начала движения нужно преодолеть лишь инерцию лодки и небольшое сопротивление воды. Важно отметить, что на лодку в воде действует выталкивающая сила (сила Архимеда), которая уравновешивает её вес, поэтому лодка не давит на какую-либо твёрдую опору.

Совершенно иная ситуация возникает, когда лодка лежит на песке. В этом случае для её перемещения необходимо преодолеть силу трения скольжения. Величина силы трения скольжения зависит от двух факторов: коэффициента трения $\mu$ и силы нормальной реакции опоры $N$. Сила трения рассчитывается по формуле $F_{тр} = \mu \cdot N$. Сила нормальной реакции опоры $N$ на горизонтальной поверхности равна силе тяжести, действующей на лодку, то есть её полному весу. Коэффициент трения между корпусом лодки и песком очень большой из-за шероховатости и неровности песчинок, которые создают сильное сцепление с поверхностью лодки. В результате, чтобы сдвинуть лодку, нужно приложить силу, превышающую значительную по величине силу трения.

Таким образом, основная причина заключается в том, что сила сопротивления воды при движении лодки многократно меньше, чем сила трения той же лодки о песок.

Ответ: Сдвинуть лодку по воде легко, потому что сила сопротивления воды (гидродинамическое сопротивление) мала, так как вода является жидкостью и обтекает корпус лодки. Для перемещения лодки по песку требуется большое усилие, так как необходимо преодолеть значительно большую по величине силу трения скольжения, возникающую между дном лодки и песком. Коэффициент трения о песок велик, и сама сила трения прямо пропорциональна всему весу лодки, который давит на песок.