Номер 5, страница 28 - гдз по физике 7 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. ТЗ-15. Атмосферное давление - номер 5, страница 28.

Условие.

5. Почему приходится прикладывать огромное усилие, вытаскивая ногу, увязшую в глине или топком болотистом грунте? Почему парнокопытные не испытывают трудностей, передвигаясь по болотистой местности?

Решение.

Почему приходится прикладывать огромное усилие, вытаскивая ногу, увязшую в глине или топком болотистом грунте?

Когда нога погружается в вязкий грунт, например, в глину или болотную жижу, он плотно облегает обувь. При попытке вытащить ногу под стопой образуется пространство, в котором давление становится значительно ниже атмосферного. Атмосферное давление, действующее на поверхность грунта вокруг ноги, создает силу, которая препятствует движению вверх. Эту силу можно описать формулой $F = P_{атм} \cdot S$, где $P_{атм}$ — атмосферное давление, а $\text{S}$ — площадь подошвы. Фактически, мы преодолеваем силу, вызванную разницей между внешним атмосферным давлением и низким давлением под стопой. Кроме того, на ногу действуют силы вязкого трения и силы сцепления (адгезии) между частицами грунта и поверхностью обуви, что также создает дополнительное сопротивление.

Ответ: Огромное усилие при вытаскивании ноги из вязкого грунта необходимо для преодоления силы атмосферного давления, которая "присасывает" ногу из-за образования под ней области пониженного давления, а также для преодоления сил вязкого трения и сцепления грунта с обувью.

Почему парнокопытные не испытывают трудностей, передвигаясь по болотистой местности?

У парнокопытных животных (например, лосей, оленей, кабанов) копыта имеют раздвоенное строение. Когда такое животное наступает на мягкий грунт, две части его копыта расходятся в стороны, увеличивая площадь опоры. Это снижает давление на грунт ($P = F/S$) и помогает не проваливаться глубоко. Но главное преимущество проявляется при вытаскивании ноги. В этот момент половинки копыта сжимаются, и его форма становится клиновидной. Такое сжатие позволяет воздуху и воде легко проникнуть в пространство под копытом, выравнивая давление. В результате под копытом не создается значительного разрежения, и "присасывающая" сила атмосферного давления практически отсутствует. Это позволяет животному без особых усилий освобождать ноги из вязкого грунта.

Ответ: Парнокопытные не испытывают трудностей при движении по болоту благодаря особому строению их раздвоенных копыт. При вытаскивании ноги половинки копыта сжимаются, что позволяет воздуху легко проникнуть под копыто и предотвращает возникновение "присасывающего" эффекта из-за разницы давлений.