Номер 23.2, страница 77 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 23. Закон Паскаля. Гидравлический пресс. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 23.2, страница 77.

23.2 [487] Если выстрелить из мелкокалиберной винтовки в варёное яйцо, то в яйце образуется отверстие. Если же выстрелить в сырое яйцо, оно разлетится. Как объяснить это явление?

Различие в поведении варёного и сырого яйца при выстреле объясняется фундаментальными различиями в свойствах твёрдых тел и жидкостей, а также законами физики, описывающими передачу давления.

В случае варёного яйца, его содержимое (белок и желток) после варки представляет собой твёрдое, хотя и достаточно упругое, тело. Когда пуля, обладающая высокой скоростью и кинетической энергией, попадает в такое яйцо, она взаимодействует с его содержимым как с любым другим твёрдым объектом. Энергия пули расходуется на локальное разрушение вещества на её пути — разрыв молекулярных связей и образование канала. Происходит механический пробой, в результате которого в яйце остаётся аккуратное отверстие. Остальная часть яйца испытывает сотрясение, но импульс, переданный всему яйцу, недостаточен для его полного разрушения.

В случае сырого яйца, ситуация кардинально иная. Его содержимое представляет собой жидкость (жидкие белок и желток). Одной из ключевых характеристик жидкостей является их практическая несжимаемость. Когда пуля на большой скорости влетает в жидкую среду, она практически мгновенно передаёт ей значительную часть своего импульса и энергии. Это приводит к резкому и очень сильному повышению давления внутри яйца — возникает так называемый гидравлический удар.

Согласно закону Паскаля, давление, производимое на жидкость, передаётся без изменений в каждую точку объёма жидкости и на стенки сосуда. Таким образом, созданное пулей огромное давление практически мгновенно распространяется по всему объёму яйца и начинает действовать изнутри на всю поверхность хрупкой яичной скорлупы. Сила этого давления, распределённая по всей внутренней площади, оказывается настолько большой, что прочность скорлупы не выдерживает, и яйцо разлетается на мелкие осколки.

Ответ: Ключевое различие заключается в агрегатном состоянии содержимого. В варёном яйце пуля пробивает твёрдое тело, создавая локальное отверстие. В сыром яйце пуля попадает в жидкость; из-за несжимаемости жидкости и согласно закону Паскаля, удар пули создаёт огромное внутреннее давление, которое равномерно действует на всю скорлупу изнутри и разрывает её.