Номер 20.7, страница 70 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 20. Давление твёрдых тел. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 20.7, страница 70.

20.7 [443] Когда скрепляют болтом деревянные бруски, под гайку и головку болта подкладывают широкие металлические плоские кольца — шайбы (рис. III-3). Для чего это делают?

Рис. III-3

Решение

Когда затягивают болт, он создает значительную силу, сжимающую скрепляемые детали. Давление, производимое этой силой, определяется по формуле: $p = \frac{F}{S}$, где $p$ — это давление, $F$ — приложенная сила, а $S$ — площадь, на которую эта сила распределяется.

Головка болта и гайка имеют небольшую площадь поверхности. Дерево является относительно мягким материалом. Если приложить большую силу затягивания непосредственно к дереву через малую площадь головки болта и гайки, возникнет очень высокое давление. Это давление может привести к тому, что металл вдавится в древесину, повредив ее и ослабив крепление.

Шайба имеет значительно большую площадь поверхности $S$ по сравнению с площадью головки болта или гайки. Подкладывая шайбу, мы увеличиваем площадь, по которой распределяется сила затягивания $F$. Согласно формуле, при увеличении площади $S$ и сохранении той же силы $F$, давление $p$ на поверхность дерева уменьшается.

Таким образом, использование шайб позволяет распределить нагрузку от болта и гайки на большую площадь, что предотвращает повреждение (продавливание) деревянных брусков и обеспечивает более надежное и долговечное соединение.

Ответ: Шайбы подкладывают для того, чтобы увеличить площадь опоры и тем самым уменьшить давление, оказываемое головкой болта и гайкой на деревянные бруски. Это предохраняет древесину от повреждений и деформации.