Номер 3, страница 75 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Минькова, Иванова

Задача 1.

Решение

Давление $\text{P}$ определяется как отношение силы $\text{F}$, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности $\text{S}$: $P = F/S$. Из этой формулы следует, что при одинаковой силе $\text{F}$ большее давление будет производить тот инструмент, который имеет меньшую площадь соприкосновения с телом.

Рассмотрим инструменты, изображенные на рисунке: плоскогубцы (слева) и клещи (справа).

Рабочие поверхности (губки) плоскогубцев достаточно широкие и плоские, чтобы обеспечить надёжный захват предмета без его повреждения. Это означает, что площадь их соприкосновения с зажатым телом ($S_{плоскогубцев}$) относительно велика.

Клещи, напротив, имеют более узкие и острые губки, предназначенные для создания высокого давления, например, для вытаскивания гвоздей или перекусывания проволоки. Площадь их соприкосновения с телом ($S_{клещей}$) значительно меньше, чем у плоскогубцев.

Поскольку $S_{клещей} < S_{плоскогубцев}$, то при одинаковой силе $\text{F}$ давление, производимое клещами, будет больше ($P_{клещей} > P_{плоскогубцев}$).

Ответ: Большее давление на зажатое тело можно произвести при помощи клещей, так как их рабочие поверхности имеют меньшую площадь соприкосновения.

Задача 2.

Решение

Боронование предназначено для рыхления почвы. Чтобы зубья бороны вошли в землю и взрыхлили её, они должны оказывать на почву достаточно высокое давление. Давление $\text{P}$ прямо пропорционально силе давления $\text{F}$ и обратно пропорционально площади опоры $\text{S}$: $P = F/S$.

В данном случае сила давления $\text{F}$ – это вес бороны, а площадь $\text{S}$ – это суммарная площадь острых концов всех зубьев бороны. При обработке плотных, слежавшихся почв давления, создаваемого только весом самой бороны, может быть недостаточно, чтобы её зубья проникли на нужную глубину.

Чтобы увеличить давление, можно либо уменьшить площадь $\text{S}$, либо увеличить силу $\text{F}$. Площадь зубьев является конструктивной особенностью бороны и изменить её нельзя. Поэтому для увеличения давления увеличивают силу $\text{F}$. Кладя на борону тяжёлые предметы (камни, металлические детали), увеличивают её общую массу, а следовательно, и её вес (силу давления на почву). Увеличение силы $\text{F}$ при неизменной площади $\text{S}$ приводит к увеличению давления $\text{P}$ на почву, что позволяет эффективно рыхлить даже плотные грунты.

Ответ: Тяжёлые предметы кладут на борону для увеличения её веса. Это увеличивает силу давления на почву и, как следствие, общее давление, производимое зубьями, что позволяет им глубже проникать в плотную почву и лучше её рыхлить.

Задача 3.

Решение

Способ спасения человека, провалившегося под лёд, основан на физическом понятии давления. Давление $\text{P}$ определяется как сила $\text{F}$, делённая на площадь $\text{S}$, к которой эта сила приложена: $P = F/S$.

Лёд может выдержать лишь определённое давление. Человек проваливается под лёд, когда давление его тела, сосредоточенное на небольшой площади подошв обуви, превышает это предельное значение. Силой $\text{F}$ в данном случае является вес человека.

Чтобы выбраться на тонкий лёд и не провалиться снова, необходимо уменьшить давление на его поверхность. Поскольку вес человека (сила $\text{F}$) изменить нельзя, единственный способ уменьшить давление $\text{P}$ – это максимально увеличить площадь опоры $\text{S}$.

Именно для этого спасающийся или спасатель ложится на лёд, подкладывает под себя широкую доску, лыжи, лестницу или другой подобный предмет. Вес человека распределяется по всей площади этого предмета (или по площади туловища, если человек лёг). Так как эта площадь значительно больше площади подошв, давление на лёд во столько же раз уменьшается и становится ниже критического значения, которое лёд способен выдержать. Это позволяет безопасно передвигаться по хрупкому льду.

Ответ: Способ спасения основан на уменьшении давления на лёд путём увеличения площади опоры. Когда человек ложится на доску или просто на живот, его вес распределяется на гораздо большую поверхность, давление на лёд уменьшается, и он перестаёт ломаться.