Номер 1, страница 118 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Ответь на вопросы. Параграф 35. Давление. Единицы давления. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 1, страница 118.

Условие.

1. Приведите примеры, иллюстрирующие, что результат действия силы зависит от площади опоры, на которую действует эта сила.

Решение.

Решение 2.

Результат действия силы на поверхность зависит не только от величины (модуля) этой силы, но и от площади той поверхности, на которую она действует. Эта зависимость характеризуется физической величиной, которая называется давлением. Давление ($p$) определяется как отношение силы ($F$), действующей перпендикулярно поверхности, к площади ($S$) этой поверхности. Математически это выражается формулой:

$p = \frac{F}{S}$

Из данной формулы следует, что при одной и той же действующей силе давление будет тем больше, чем меньше площадь опоры. И наоборот, чем больше площадь опоры, тем меньшее давление будет оказываться на поверхность. Разный результат действия силы при изменении площади опоры можно проиллюстрировать на следующих примерах.

Пример 1: Передвижение по снегу

Человек, идущий по глубокому рыхлому снегу в ботинках, будет проваливаться. Сила, с которой он давит на снег, равна его весу. Эта сила распределяется по небольшой площади подошв ботинок, создавая высокое давление, которое снег не выдерживает. Если тот же человек наденет лыжи или снегоступы, то он сможет идти по снегу, не проваливаясь. Его вес не изменился, но площадь опоры значительно увеличилась за счет площади лыж. В результате давление на снег стало во столько раз меньше, во сколько раз площадь лыж больше площади подошв, и снег теперь выдерживает вес человека.

Пример 2: Канцелярская кнопка и гвоздь

Когда мы вдавливаем канцелярскую кнопку в деревянную доску, мы прикладываем силу к её шляпке. Эта же сила действует со стороны острия кнопки на доску. Поскольку площадь острия очень мала, оно создает огромное давление, которое позволяет кнопке легко войти в дерево. В то же время, на палец действует та же сила, но распределенная по гораздо большей площади шляпки. Давление на палец оказывается небольшим и не причиняет боли. То же самое справедливо и для гвоздя: его легко забить острым концом, но практически невозможно забить тупым.

Пример 3: Гусеничная техника

Тяжелые транспортные средства, такие как танки, тракторы и болотоходы, часто оснащаются гусеницами, а не колесами. Это делается для повышения проходимости по мягким грунтам (песок, грязь, болото). Вес машины распределяется по всей большой площади гусеничных лент, что существенно снижает давление на грунт. Благодаря низкому давлению техника не вязнет там, где застрял бы колесный транспорт той же массы.

Пример 4: Острый нож

Острый нож режет намного лучше тупого. Прикладывая к ножу силу, мы создаем давление на разрезаемый материал. У острого ножа площадь режущей кромки очень мала, поэтому даже небольшое усилие создает очень высокое давление, достаточное для того, чтобы разрушить связи между частицами материала. У тупого ножа площадь кромки больше, поэтому при той же силе давление меньше, и резать им гораздо труднее.

Ответ: Результат действия силы, такой как способность проникать в материал или проваливаться в грунт, напрямую зависит от площади, на которую эта сила действует, то есть от создаваемого давления. Примеры, иллюстрирующие это: 1) человек на лыжах не проваливается в снег, в отличие от человека в ботинках; 2) острая кнопка легко входит в доску, создавая высокое давление остриём; 3) гусеничный трактор не вязнет в мягком грунте благодаря большой площади гусениц; 4) острый нож режет лучше тупого из-за меньшей площади лезвия. Во всех случаях при одинаковой силе меньшая площадь опоры приводит к большему давлению и, соответственно, к иному результату действия.