Номер 72, страница 15 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Первоначальные сведения о строении вещества. 4. Строение вещества. Молекулы. Броуновское движение. Диффузия в газах, жидкостях и твёрдых телах. Температура. Взаимное притяжение и отталкивание молекул - номер 72, страница 15.

Решение.

На стыках железнодорожных рельсов оставляют специальные зазоры, называемые компенсационными или температурными швами, из-за физического явления теплового расширения. Суть этого явления заключается в том, что большинство материалов, включая сталь, из которой сделаны рельсы, увеличиваются в размерах при нагревании и уменьшаются при охлаждении.

В течение года температура окружающей среды значительно меняется. Летом рельсы могут сильно нагреваться под прямыми солнечными лучами, а также от трения колес движущегося поезда. При нагревании каждый рельс удлиняется. Если бы рельсы были уложены вплотную друг к другу, то при расширении они бы упирались друг в друга. Это создало бы колоссальное напряжение в металле, которое привело бы к деформации и изгибу (выпучиванию) железнодорожного пути. Искривление пути чрезвычайно опасно и может стать причиной схода поезда с рельсов.

Зимой происходит обратный процесс: рельсы охлаждаются и укорачиваются, из-за чего зазоры между ними становятся больше. Величина зазора рассчитывается инженерами с учетом климатических особенностей региона, диапазона годовых колебаний температур и длины самих рельсов. Изменение длины рельса ($\Delta L$) можно рассчитать по формуле: $\Delta L = \alpha \cdot L_0 \cdot \Delta t$, где $L_0$ — начальная длина рельса, $\alpha$ — коэффициент линейного теплового расширения стали, а $\Delta t$ — изменение температуры.

Таким образом, эти промежутки являются необходимой мерой для обеспечения безопасности движения, позволяя рельсам свободно изменять свою длину при смене температуры без разрушения и деформации железнодорожного полотна.

Ответ: Промежутки на стыках железнодорожных рельсов оставляют для компенсации их теплового расширения при нагревании (например, летом) и сжатия при охлаждении (зимой). Это предотвращает изгиб и разрушение железнодорожного полотна из-за изменения длины рельсов при колебаниях температуры.