Номер 2, страница 13 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Первоначальные сведения о строении вещества. Самостоятельные работы. СР-10. Диффузия в газах, жидкостях и твёрдых телах. Вариант 1 - номер 2, страница 13.

Условие.

2. Почему трудно отвинтить гайку, долгое время находившуюся в туго завинченном состоянии?

Решение.

Трудность отвинчивания гайки, которая долгое время находилась в туго завинченном состоянии, объясняется совокупностью нескольких физических и химических процессов, происходящих на микроуровне между поверхностями резьбы гайки и болта.

Основной причиной является явление диффузии в твердых телах. Несмотря на то что металлы твердые, их атомы находятся в постоянном тепловом движении. Когда поверхности резьбы гайки и болта плотно прижаты друг к другу под высоким давлением, атомы одного металла со временем начинают проникать в кристаллическую решетку другого. Этот процесс приводит к образованию прочных межатомных связей, по сути, "сваривая" детали на микроскопическом уровне. Чем дольше соединение находится под нагрузкой, тем сильнее проявляется этот эффект диффузионного "сращивания".

Второй важный фактор — коррозия. При контакте с влагой и кислородом из воздуха на поверхности металла образуются оксиды (ржавчина). Продукты коррозии занимают больший объем, чем исходный металл. Они заполняют мельчайшие зазоры между витками резьбы, действуя как клин, что приводит к механическому заклиниванию соединения и значительному увеличению силы трения.

Наконец, играет роль и пластическая деформация. При сильном затягивании гайки на витках резьбы возникают высокие локальные напряжения, которые могут вызвать микроскопическую остаточную деформацию. Металл немного "сминается", идеально повторяя рельеф сопрягаемой детали. Это увеличивает фактическую площадь контакта и, как следствие, силу трения покоя, которую необходимо преодолеть, чтобы начать отвинчивание.

Ответ: Трудно отвинтить гайку из-за совокупного действия взаимной диффузии атомов металла (микросварки), коррозии (заклинивания ржавчиной) и пластической деформации резьбы, которые со временем значительно увеличивают силу сцепления и трения между деталями.