Номер 5, страница 48, часть 2 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 6. Давление жидкостей и газов. Параграф 49. Сила давления и давление - номер 5, страница 48.

Условие.

5. Какой человек имеет больше шансов провалиться под лёд: идущий по льду или ползущий с раскинутыми в разные стороны руками и ногами? Почему спасатели (рис. 36), приближаясь к тонущему в проруби человеку, используют специальные приспособления (лестницы, скрещённые лыжи, доски и т. п.), которые подкладывают под себя?

Рис. 36

Решение.

Какой человек имеет больше шансов провалиться под лёд

Давление, оказываемое телом на опору, определяется по формуле $p = \frac{F}{S}$, где $\text{F}$ – это сила, действующая перпендикулярно поверхности (в данном случае – вес человека), а $\text{S}$ – площадь этой поверхности. Вес человека в обоих случаях одинаков.

Когда человек идёт по льду, его вес распределяется на очень маленькую площадь – площадь подошвы одного или двух ботинок. Напротив, когда человек ползёт, раскинув руки и ноги, его вес распределяется на значительно большую площадь, охватывающую часть туловища, рук и ног.

Так как площадь опоры у ползущего человека ($S_{ползущего}$) намного больше, чем у идущего ($S_{идущего}$), то давление, которое он оказывает на лёд, будет значительно меньше ($p_{ползущего} \ll p_{идущего}$). Лёд способен выдержать лишь определённое давление, и если оно превышено, лёд ломается. Следовательно, идущий человек, создающий высокое давление на небольшой площади, имеет гораздо больше шансов провалиться.

Ответ: Больше шансов провалиться под лёд имеет человек, идущий по льду, так как он создаёт большее давление на лёд из-за меньшей площади опоры.

Почему спасатели используют специальные приспособления

Этот же физический принцип объясняет, почему спасатели используют специальные приспособления. Приближаясь к человеку в проруби, спасатель находится на особенно хрупком льду у края полыньи. Чтобы самому не провалиться, ему необходимо максимально уменьшить давление своего тела на лёд.

Используя лестницы, широкие доски или скрещённые лыжи, спасатель значительно увеличивает площадь опоры $\text{S}$. Согласно формуле давления $p = \frac{F}{S}$, увеличение площади опоры $\text{S}$ при неизменной силе (весе спасателя) $\text{F}$ приводит к уменьшению давления $\text{p}$ на лёд. Это позволяет безопасно распределить вес спасателя по большой поверхности и предотвратить дальнейшее разрушение льда.

Ответ: Спасатели используют лестницы, лыжи или доски для того, чтобы увеличить площадь опоры и тем самым уменьшить давление своего веса на лёд, снижая риск провалиться, особенно вблизи проруби, где лёд ослаблен.