Номер 4, страница 84 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Самостоятельные работы. СР-43. Простые механизмы. Вариант № 1 - номер 4, страница 84.

Решение.

Решение

Трещина в камне является концентратором напряжений, то есть местом, где внутренние напряжения материала максимальны. Это слабое место можно использовать для того, чтобы расколоть камень с приложением значительно меньших усилий. Существует несколько эффективных способов это сделать.

1. Механический способ (с помощью клиньев)

Это традиционный и наиболее распространенный метод. В трещину вставляют один или несколько прочных клиньев (обычно металлических) и наносят по ним сильные удары тяжелым молотом или кувалдой. Ударная сила, сконцентрированная на острие клина, создает огромное давление на стенки трещины. Это давление заставляет трещину распространяться вглубь камня, пока он не расколется. Также можно использовать сухие деревянные клинья, которые после установки в трещину поливают водой. Разбухая, древесина создает медленное, но очень мощное давление, способное расколоть даже большой камень.

2. Термический способ (нагрев и резкое охлаждение)

Этот метод основан на свойстве материалов расширяться при нагревании и сжиматься при охлаждении. Участок камня вдоль трещины сильно нагревают, например, разведя на нем костер или используя паяльную лампу. После того как камень раскалится, его резко охлаждают, выливая на него большое количество холодной воды. В результате резкого перепада температур возникают сильные внутренние напряжения, которые приводят к увеличению и распространению существующей трещины, что в итоге раскалывает камень.

3. Метод замораживания воды

Данный способ использует физическое свойство воды расширяться при замерзании. Трещину в камне тщательно заполняют водой, после чего дожидаются ее замерзания (например, в морозную погоду). При превращении в лед вода увеличивается в объеме примерно на 9%, создавая изнутри огромное давление на стенки трещины. Это давление действует подобно клину, расширяя трещину и разрушая камень. Для усиления эффекта цикл замораживания и оттаивания можно повторить несколько раз.

4. Химический способ (использование невзрывчатых разрушающих смесей)

Это современный, тихий и безопасный метод. Специальный порошок (невзрывчатая разрушающая смесь, НРС) смешивают с водой до состояния жидкого раствора и заливают в трещину (для лучшего эффекта вдоль трещины можно предварительно просверлить неглубокие отверстия). В процессе гидратации и твердения в течение нескольких часов смесь значительно расширяется, создавая давление в десятки мегапаскалей. Это медленное, но мощное и равномерное давление эффективно раскалывает камень по линии наименьшего сопротивления, которой и является трещина.

Ответ: Камень с трещиной можно разделить, используя эту трещину как слабое место. Для этого применяют: 1) механический способ, забивая в трещину клинья; 2) термический способ, нагревая камень вдоль трещины и затем резко его охлаждая; 3) метод замораживания, заполняя трещину водой и давая ей замерзнуть для создания давления; 4) химический способ, используя специальные расширяющиеся смеси, которые заливают в трещину.