Номер 1, страница 142, часть 1 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 4. Силы вокруг нас. Параграф 38. Трение в природе. Вопросы и задания - номер 1, страница 142.

Условие.

1. Объясните, каким образом геккон может удерживаться и передвигаться на гладких вертикальных поверхностях и потолке.

Решение.

1. Уникальная способность гекконов удерживаться и передвигаться на гладких вертикальных поверхностях и даже потолке, вопреки силе тяжести, объясняется не присосками или клеем, а особенностями строения их лапок и физическими силами на микроуровне. Этот механизм основан на силах межмолекулярного взаимодействия, известных как силы Ван-дер-Ваальса.

На подушечках пальцев геккона находятся миллионы микроскопических щетинок, называемых сетами. Каждая такая щетинка, в свою очередь, на конце разветвляется на сотни еще более мелких наноразмерных волокон, которые называются спатулами. Такое иерархическое строение многократно увеличивает общую площадь контакта лапки с поверхностью.

Когда геккон прижимает лапку к поверхности, огромное количество (миллиарды) спатул подходит к молекулам поверхности на очень близкое расстояние (нанометры). На таких расстояниях начинают действовать слабые силы межмолекулярного притяжения (силы Ван-дер-Ваальса) между молекулами спатул и молекулами поверхности. Хотя сила притяжения для каждой отдельной спатулы ничтожно мала, их суммарный эффект создает огромную силу сцепления, достаточную, чтобы выдержать вес геккона.

Для того чтобы оторвать лапку и сделать следующий шаг, геккон не тянет ее перпендикулярно поверхности, что потребовало бы огромных усилий. Вместо этого он изменяет угол наклона щетинок, как бы "отклеивая" лапку от поверхности. Этот процесс происходит очень быстро, позволяя геккону стремительно передвигаться. Кроме того, такая система обладает свойством самоочищения: частицы грязи слабее прилипают к щетинкам, чем к поверхности, поэтому с каждым шагом лапки геккона очищаются.

Ответ: Гекконы удерживаются на гладких поверхностях благодаря силам межмолекулярного взаимодействия (силам Ван-дер-Ваальса), возникающим между миллиардами микроскопических волосков (спатул) на их лапках и поверхностью. Суммарная сила этого взаимодействия достаточна, чтобы противодействовать силе тяжести.