Номер 94, страница 230 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Задачи для повторения - номер 94, страница 230.

Условие.

94. При выстреле из мелкокалиберной винтовки в варёное яйцо в нём образуется отверстие. Если выстрелить в сырое яйцо, то оно разлетится. Объясните это явление.

Решение.

Решение 2.

Это явление объясняется фундаментальным различием в передаче давления твёрдыми телами и жидкостями. Содержимое варёного яйца является твёрдым телом, а сырого — жидкостью.

Выстрел в варёное яйцо

В процессе варки белок и желток денатурируют и затвердевают. Когда пуля проходит через варёное яйцо, она взаимодействует с твёрдым веществом. В твёрдых телах механическое воздействие и энергия, передаваемая пулей, распространяются в основном вдоль траектории её движения. Энергия пули тратится на разрушение молекулярных связей и создание канала (отверстия) в веществе. Воздействие остаётся локализованным, и поэтому в яйце образуется относительно ровное сквозное отверстие.

Выстрел в сырое яйцо

Содержимое сырого яйца — это жидкость. Жидкости, в отличие от твёрдых тел, практически несжимаемы и обладают свойством передавать производимое на них давление одинаково во всех направлениях. Это явление описывается законом Паскаля.

Когда быстрая пуля влетает в сырое яйцо, она создаёт в жидкости мощную ударную волну — область чрезвычайно высокого давления. Согласно закону Паскаля, это огромное давление мгновенно распространяется по всему объёму жидкости и действует перпендикулярно на всю внутреннюю поверхность яичной скорлупы. Давление ($P$) — это отношение силы ($F$) к площади ($S$), на которую она действует: $P = F/S$. Хотя давление в каждой точке одинаково, общая сила, действующая на всю внутреннюю поверхность скорлупы, оказывается колоссальной. Хрупкая скорлупа не способна выдержать такое резкое и мощное внутреннее давление и разрушается, что приводит к тому, что яйцо буквально разлетается на части.

Ответ: Разница в результатах выстрела обусловлена агрегатным состоянием содержимого яйца. В варёном яйце (твёрдое тело) воздействие пули локализовано, и она просто проделывает в нём отверстие. В сыром яйце (жидкость) давление от пули, согласно закону Паскаля, передаётся по всему объёму и действует на всю внутреннюю поверхность скорлупы. Хрупкая скорлупа не выдерживает этого всестороннего внутреннего давления и разлетается на куски.