Номер 2, страница 51 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

V. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Смотрим и думаем - номер 2, страница 51.

Условие.

2. Рассмотрите рисунки. На рисунке 1 изображены сваи разного диаметра, на рисунках 2 и 3 — сваи одинакового диаметра. Длина стрелок соответствует величине силы, с которой по ним бьют. Для каждого рисунка определите, какая из двух изображённых на нём свай:

1) оказывает большее давление на поверхность грунта;

Твёрдый грунт

Мягкий грунт

2) глубже войдёт в грунт.

Решение.

Анализ для рисунка 1:

1) оказывает большее давление на поверхность грунта;

Решение: Давление ($\text{p}$) — это физическая величина, равная отношению силы ($\text{F}$), действующей перпендикулярно поверхности, к площади ($\text{S}$) этой поверхности: $p = \frac{F}{S}$. На рисунке 1 на обе сваи действуют одинаковые силы $\text{F}$, что показано одинаковой длиной стрелок. Однако сваи имеют разный диаметр и, следовательно, разную площадь опоры. У сваи слева площадь опоры ($S_{левая}$) больше, чем у сваи справа ($S_{правая}$). Так как давление обратно пропорционально площади, при одинаковой силе большее давление будет оказывать свая с меньшей площадью опоры.

Ответ: большее давление на поверхность грунта оказывает правая свая.

2) глубже войдёт в грунт.

Решение: Глубина, на которую свая погружается в грунт, напрямую зависит от создаваемого ею давления. При прочих равных условиях (одинаковый тип грунта) свая, создающая большее давление, войдет в грунт глубже. Поскольку правая свая оказывает большее давление, она и погрузится глубже.

Ответ: глубже в грунт войдет правая свая.

Анализ для рисунка 2:

1) оказывает большее давление на поверхность грунта;

Решение: На этом рисунке сваи имеют одинаковый диаметр, а значит, и одинаковую площадь опоры $\text{S}$. Силы, действующие на них, различны: на правую сваю действует большая сила ($F_{правая}$), чем на левую ($F_{левая}$), что показано большей длиной стрелки. Согласно формуле $p = \frac{F}{S}$, при одинаковой площади давление прямо пропорционально приложенной силе. Следовательно, большее давление оказывает та свая, на которую действует большая сила.

Ответ: большее давление на поверхность грунта оказывает правая свая.

2) глубже войдёт в грунт.

Решение: Глубина проникновения сваи в грунт определяется величиной давления. Поскольку правая свая создает большее давление, она войдет в твердый грунт на большую глубину, чем левая.

Ответ: глубже в грунт войдет правая свая.

Анализ для рисунка 3:

1) оказывает большее давление на поверхность грунта;

Решение: В третьем случае сваи одинакового диаметра (одинаковая площадь $\text{S}$) и на них действуют одинаковые силы $\text{F}$ (одинаковая длина стрелок). По формуле $p = \frac{F}{S}$, если и силы, и площади равны, то и давление, создаваемое обеими сваями на поверхность грунта, будет одинаковым.

Ответ: обе сваи оказывают одинаковое давление.

2) глубже войдёт в грунт.

Решение: Несмотря на одинаковое давление, глубина погружения будет разной из-за различных свойств грунта. Левая свая забивается в твердый грунт, а правая — в мягкий. Мягкий грунт деформируется легче, чем твердый, и оказывает меньшее сопротивление. Поэтому при одинаковом давлении свая погрузится глубже в мягкий грунт.

Ответ: глубже в грунт войдет правая свая.