Номер 34.27, страница 126 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 34. Энергия. Закон сохранения энергии. Глава 4. Работа и мощность. Простые механизмы. Энергия - номер 34.27, страница 126.

34.27 [829] С какой целью хрупкие вещи перед перевозкой упаковывают в мягкие упаковочные материалы?

Решение

При перевозке хрупкие вещи могут подвергаться ударам и резким остановкам, что приводит к изменению их скорости и, следовательно, импульса. Связь между силой удара, его продолжительностью и изменением импульса описывается вторым законом Ньютона в импульсной форме:

$F \cdot \Delta t = \Delta p$

где $F$ — средняя сила, действующая на тело, $\Delta t$ — время действия силы (продолжительность удара), а $\Delta p$ — изменение импульса тела.

Из этой формулы можно выразить силу, действующую на предмет при ударе:

$F = \frac{\Delta p}{\Delta t}$

Во время падения или столкновения изменение импульса $\Delta p$ хрупкого предмета имеет определенную величину, которая зависит от его массы и изменения скорости. Мягкие упаковочные материалы, такие как пенопласт, пузырчатая пленка или поролон, способны деформироваться. За счет этой деформации они увеличивают время, в течение которого происходит остановка предмета, то есть увеличивают продолжительность удара $\Delta t$.

Как следует из формулы, при одном и том же изменении импульса $\Delta p$, увеличение времени взаимодействия $\Delta t$ приводит к значительному уменьшению средней силы $F$, действующей на предмет. Поскольку хрупкие предметы ломаются, когда сила воздействия превышает их предел прочности, уменьшение силы удара за счет использования мягкой упаковки позволяет сохранить их в целости.

Ответ: мягкие упаковочные материалы используют для того, чтобы увеличить время взаимодействия (торможения) хрупкой вещи при возможных ударах. Увеличение времени удара приводит к уменьшению силы, действующей на вещь, что предохраняет её от повреждения.