Объясните, страница 122 - гдз по физике 7 класс учебник Кронгарт, Даданбеков

Объясните

1. Почему трава может прорастать через асфальт?

2. Почему острой иглой шить легче, чем тупой?

3. Почему боксеры ведут бой в перчатках?

1. Почему трава может прорастать через асфальт?

Решение: Это явление объясняется понятием давления. Давление $p$ определяется как сила $F$, действующая на единицу площади $S$: $p = \frac{F}{S}$. Росток травы, пробиваясь из-под земли, действует на асфальт с некоторой силой. Эта сила создается внутренним давлением (тургором) в клетках растущего растения. Хотя сама по себе эта сила невелика, она прилагается к очень маленькой площади — острию ростка. Поскольку площадь $S$ в знаменателе формулы очень мала, создаваемое давление $p$ оказывается огромным. Этого давления достаточно, чтобы разрушить асфальтовое покрытие, особенно если в нем уже есть небольшие трещины или слабые места. Совокупное действие множества таких ростков способно значительно повредить дорожное полотно.

Ответ: Росток травы, обладая очень маленькой площадью острия, создает огромное давление даже при небольшой силе роста. Это давление способно разрушить структуру асфальта и пробить себе путь наверх.

2. Почему острой иглой шить легче, чем тупой?

Решение: Процесс шитья заключается в прокалывании ткани, для чего необходимо создать давление, превышающее предел прочности материала. Давление $p$ зависит от приложенной силы $F$ и площади $S$, на которую эта сила действует: $p = \frac{F}{S}$. Острая игла имеет очень маленькую площадь острия $S_{острая}$. Тупая игла имеет значительно большую площадь $S_{тупая}$. Чтобы проколоть ткань, нужно достичь определенного порогового давления. При использовании острой иглы, благодаря очень малой площади $S$, это давление достигается даже при небольшом усилии $F$. В случае с тупой иглой, чтобы создать такое же давление, пришлось бы приложить гораздо большую силу, так как площадь $S$ велика. Поэтому острой иглой шить значительно легче.

Ответ: Острая игла имеет очень малую площадь острия, поэтому даже небольшое усилие создает высокое давление, достаточное для прокалывания ткани. Тупая игла, имея большую площадь, требует приложения значительно большей силы для создания такого же давления.

3. Почему боксеры ведут бой в перчатках?

Решение: Использование боксерских перчаток связано с необходимостью уменьшить разрушительное воздействие удара. Эффект удара зависит от давления $p$, создаваемого в точке контакта: $p = \frac{F}{S}$, где $F$ — сила удара, а $S$ — площадь контакта. Удар голым кулаком концентрирует всю силу на небольшой площади костяшек пальцев. Малая площадь $S$ приводит к очень высокому давлению, которое может легко привести к рассечениям кожи и переломам костей как у противника, так и у самого боксера. Боксерская перчатка значительно увеличивает площадь $S$, на которую распределяется сила удара. При той же силе удара $F$ давление $p$ существенно снижается, так как площадь $S$ в знаменателе формулы становится намного больше. Это снижает вероятность поверхностных травм, таких как порезы и переломы мелких костей. Кроме того, мягкий наполнитель перчатки увеличивает время самого удара, что также снижает его пиковую силу.

Ответ: Боксерские перчатки увеличивают площадь поверхности удара. Это приводит к уменьшению давления, оказываемого на цель, что, в свою очередь, снижает риск получения серьезных травм (рассечений, переломов) как для соперника, так и для рук самого боксера.