Номер 5, страница 88 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Самостоятельные работы. СР-47. Центр тяжести тела. Условия равновесия тел. Вариант № 2 - номер 5, страница 88.

Решение.

Решение

Необходимость уступать места в транспорте пожилым людям и беременным женщинам с точки зрения физики объясняется законами механики, в частности, понятиями инерции, центра масс и устойчивости тела в неинерциальной системе отсчета, которой является движущийся транспорт.

Транспортное средство движется неравномерно: оно разгоняется, тормозит, поворачивает. Согласно первому закону Ньютона (закону инерции), тело стремится сохранить свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. Когда автобус резко тормозит, тело стоящего пассажира по инерции продолжает двигаться вперед. Чтобы не упасть, пассажир должен приложить мышечные усилия, чтобы скомпенсировать силы инерции.

Устойчивость человека зависит от высоты его центра масс и площади опоры. Человек сохраняет равновесие, пока вертикальная проекция его центра масс находится в пределах площади опоры (области, очерченной ступнями). В движущемся транспорте резкие толчки и изменения скорости могут легко вывести эту проекцию за пределы площади опоры, что приводит к потере равновесия и падению.

Пожилые люди

У пожилых людей физические возможности, позволяющие сохранять равновесие, снижены. С возрастом ослабевают мышцы, ухудшается координация движений и увеличивается время реакции. Из-за этого им значительно сложнее быстро среагировать на толчок и приложить необходимое усилие для сохранения равновесия. Кроме того, у пожилых людей кости часто становятся более хрупкими (остеопороз). Падение, которое для молодого человека закончится ушибом, для пожилого может привести к серьезным травмам, таким как перелом шейки бедра. Сила удара при падении может быть значительной, и ослабленные кости не выдерживают такой нагрузки.

Беременные женщины

У беременных женщин по мере роста плода происходит смещение центра масс тела вперед и вверх. Более высокое расположение центра масс делает тело менее устойчивым — для потери равновесия достаточно меньшего наклона. Из-за этого беременной женщине сложнее удерживать баланс даже на ровной поверхности, а в движущемся транспорте эта задача становится еще труднее. Также увеличивается общая масса тела, а следовательно, и инертность. Согласно второму закону Ньютона, $F = ma$, для изменения скорости тела большей массы требуется большая сила. Это означает, что для компенсации сил инерции при разгоне или торможении транспорта беременной женщине приходится прикладывать больше мышечных усилий. Падение в таком положении крайне опасно, так как может нанести вред не только самой женщине, но и будущему ребенку.

В сидячем положении центр масс человека находится значительно ниже, а площадь опоры — гораздо больше. Это обеспечивает телу максимальную устойчивость. Пассажиру не нужно прилагать значительных усилий для сохранения равновесия, что практически исключает риск падения и получения травмы при движении транспорта.

Ответ: С точки зрения физики, уступать места в транспорте пожилым людям и беременным женщинам следует потому, что их тела менее устойчивы к силам инерции, возникающим при неравномерном движении. У пожилых людей это связано с ослабленными мышцами и замедленной реакцией, а у беременных женщин — со смещенным и более высоким центром масс. Сидячее положение обеспечивает гораздо большую устойчивость за счет низкого центра масс и большой площади опоры, что минимизирует риск падения и получения серьезных травм, к которым эти категории пассажиров особенно уязвимы.