Номер 440, страница 61 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Вес воздуха. Атмосферное давление - номер 440, страница 61.

Условие.

440. Чтобы вытащить ногу, увязшую в глине или топком болотистом грунте, приходится приложить немалое усилие. Почему?

Решение.

Решение

Когда нога погружается в вязкий и влажный грунт, такой как глина или топь, он плотно облегает обувь, практически не оставляя зазоров для воздуха. При попытке вытащить ногу, под подошвой образуется пространство, объем которого увеличивается.

Поскольку грунт плотный и вязкий, воздух не может мгновенно проникнуть в это пространство и заполнить его. В результате давление под стопой становится значительно ниже атмосферного давления, которое продолжает действовать на поверхность грунта вокруг ноги. Эта разность давлений $ \Delta P = P_{атм} - P_{под\;стопой} $ создает значительную силу, направленную вниз и удерживающую ногу. Сила, противодействующая вытаскиванию, равна $ F = \Delta P \cdot S $, где $ S $ — площадь подошвы.

Кроме того, дополнительное сопротивление создают силы межмолекулярного сцепления (адгезии) между частицами грунта и поверхностью обуви, а также силы внутреннего сцепления (когезии) самого грунта. Этот эффект "прилипания" или "присасывания" вместе с действием атмосферного давления и заставляет прикладывать немалое усилие.

Ответ: Большое усилие приходится прикладывать для того, чтобы преодолеть силу атмосферного давления, которое давит на поверхность грунта, в то время как под поднимаемой стопой образуется область пониженного давления. Также необходимо преодолеть силы сцепления (прилипания) вязкого грунта с обувью.