Номер 4, страница 104 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

4. Возьмите три предмета: резиновый мяч, деревянную палку и стеклянную бутылку.

1. Как каждый из этих предметов реагирует на различные виды приложенных сил?

2. Как вы можете доказать, что у каждого материала есть разные пределы прочности?

1. Как каждый из этих предметов реагирует на различные виды приложенных сил?

Реакция каждого предмета на приложенную силу зависит от физических свойств материала, из которого он сделан (упругость, пластичность, хрупкость), и от вида деформации (сжатие, растяжение, изгиб, удар).

Резиновый мяч:

• При сжатии или ударе мяч легко и значительно деформируется (сплющивается), но после прекращения воздействия силы упругости полностью возвращают ему первоначальную форму. Это свойство называется упругостью. Мяч демонстрирует большую упругую деформацию.

• При попытке растянуть материал мяча он будет сильно удлиняться, прежде чем порвется, что говорит о его высокой эластичности.

Деревянная палка:

• При изгибе палка сначала упруго деформируется: она прогибается, но возвращается в исходное состояние, если нагрузка невелика. При приложении достаточно большой силы она ломается. Разрушение происходит достаточно быстро, но требует заметного усилия.

• При сжатии или растяжении вдоль волокон древесина проявляет значительную прочность и почти не деформируется под бытовыми нагрузками.

• При резком ударе палка может расколоться, особенно если удар приходится поперек волокон.

Стеклянная бутылка:

• Стекло — это хрупкий материал. Оно очень устойчиво к сжатию, но крайне чувствительно к другим видам нагрузки.

• При изгибе, растяжении или ударе бутылка почти не деформируется упруго. Вместо этого она почти мгновенно разрушается (разбивается на множество осколков), как только приложенная сила превышает ее предел прочности. У стекла очень малая упругая и пластическая деформация перед разрушением.

Ответ: Резиновый мяч упруго деформируется и восстанавливает форму, деревянная палка изгибается, а при большой силе ломается, а стеклянная бутылка является хрупкой и почти сразу разбивается при ударе или изгибе, не претерпевая заметной деформации.

2. Как вы можете доказать, что у каждого материала есть разные пределы прочности?

Доказать, что у резины, дерева и стекла разные пределы прочности, можно с помощью простых сравнительных экспериментов, в которых мы будем прикладывать к предметам нагрузку до момента их разрушения или необратимой деформации.

1. Эксперимент на ударную прочность: Уроним все три предмета с одинаковой небольшой высоты на твердую поверхность (например, на асфальт).

• Резиновый мяч подпрыгнет, его форма и целостность не изменятся. Его предел прочности при данном ударе не будет достигнут.

• Деревянная палка, скорее всего, также останется целой, возможно, на ней появится небольшая вмятина. Ее предел прочности при ударе выше, чем у бутылки.

• Стеклянная бутылка с высокой вероятностью разобьется. Это демонстрирует, что ее предел прочности при ударной нагрузке значительно ниже, чем у дерева и резины.

2. Эксперимент на прочность при изгибе: Попробуем согнуть каждый предмет, приложив к нему усилие.

• Резиновый мяч легко сжать, но согнуть как палку его не получится — он просто изменит форму, показав свою эластичность.

• Деревянную палку можно согнуть до определенного предела. Чтобы ее сломать, потребуется приложить заметное усилие. Она выдерживает значительную деформацию изгиба перед разрушением.

• Стеклянную бутылку согнуть практически невозможно. Малейшая попытка изгиба (например, если положить ее на две опоры и надавить посередине) приведет к ее быстрому разрушению. Она ломается при очень малой деформации и усилии, которое палка выдержала бы без проблем.

Сравнивая силы, которые необходимо приложить, чтобы разрушить каждый из предметов, мы видим, что эти силы различны. Величина напряжения (сила, отнесенная к площади), при которой происходит разрушение, и есть предел прочности. Поскольку для разрушения мяча, палки и бутылки требуются разные усилия и разные виды воздействия, это доказывает, что их материалы (резина, дерево, стекло) имеют разные пределы прочности.

Ответ: Можно провести эксперименты (например, уронить предметы с одной высоты или попытаться их согнуть) и наблюдать, при какой силе каждый из них разрушится. Резиновый мяч не разрушится, деревянная палка сломается при значительном усилии, а стеклянная бутылка разобьется от слабого удара или изгиба. Это различие в поведении при одинаковых нагрузках доказывает, что у материалов разные пределы прочности.