Номер 14, страница 6, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава IV. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Плавание тел. Параграф 16. Давление твёрдого тела - номер 14, страница 6.

Условие.

14. Поставьте вопрос по рисунку 16.3 и дайте ответ на него.

Рис. 16.3

Решение.

Вопрос: Почему при одинаковом усилии, прикладываемом пальцем, канцелярская кнопка легко прокалывает поверхность, а палец не оставляет на ней и следа?

Решение:

Результат действия силы зависит не только от ее модуля и направления, но и от площади поверхности, к которой эта сила приложена перпендикулярно. Величина, которая описывает этот результат, называется давлением.

Давление $\text{p}$ определяется как отношение силы $\text{F}$, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности $\text{S}$:

$p = \frac{F}{S}$

В обоих случаях, изображенных на рисунке, палец действует на поверхность с одинаковой силой $\text{F}$.

1. В первом случае (рисунок слева) сила прикладывается непосредственно пальцем. Площадь соприкосновения подушечки пальца с поверхностью ($S_{пальца}$) относительно велика. Поэтому создаваемое давление $p_{пальца} = \frac{F}{S_{пальца}}$ оказывается недостаточным, чтобы повредить или продавить поверхность.

2. Во втором случае (рисунок справа) та же сила $\text{F}$ прикладывается к шляпке кнопки и передается на ее острие. Площадь острия кнопки ($S_{кнопки}$) очень мала. Из-за этого давление, производимое острием на поверхность, оказывается очень большим: $p_{кнопки} = \frac{F}{S_{кнопки}}$.

Так как площадь острия кнопки много меньше площади подушечки пальца ($S_{кнопки} \ll S_{пальца}$), то при одинаковой силе $\text{F}$ давление, производимое кнопкой, во столько же раз больше давления, производимого пальцем ($p_{кнопки} \gg p_{пальца}$). Этого высокого давления достаточно, чтобы кнопка легко вошла в поверхность.

Ответ: При одинаковой действующей силе давление, производимое острием кнопки, во много раз больше давления, производимого пальцем, из-за очень малой площади ее острия. Именно высокое давление позволяет кнопке легко входить в поверхность.