Ответьте на вопросы, страница 110 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Почему живую рыбу трудно удержать в руках?

2. Почему в дождливую погоду колеса автомобиля лучше немного спустить?

3. Почему в гололед посыпание дорог солевой смесью экологически вредно?

1. Почему живую рыбу трудно удержать в руках?

Живую рыбу трудно удержать в руках из-за очень низкого коэффициента трения между ее кожей и нашими руками. Тело рыбы покрыто специальной слизью, которая выполняет несколько важных функций для самой рыбы, например, защищает от паразитов и хищников, а также уменьшает сопротивление воды при движении. Эта же слизь является отличной смазкой.

Сила трения скольжения, которая позволяет нам удерживать предметы, определяется формулой: $F_{тр} = \mu N$, где $\mu$ — коэффициент трения, а $\text{N}$ — сила нормальной реакции опоры, равная по модулю силе, с которой мы сжимаем предмет. Слизь на теле рыбы значительно уменьшает коэффициент трения $\mu$. Чтобы создать достаточную силу трения $F_{тр}$ для удержания рыбы (которая к тому же пытается вырваться), необходимо приложить очень большую сжимающую силу $\text{N}$. Однако даже при сильном сжатии из-за крайне малого значения $\mu$ рыба остается очень скользкой и легко выскальзывает.

Ответ: Тело живой рыбы покрыто слизью, которая действует как смазка, сильно уменьшая коэффициент трения. Из-за этого рыба становится очень скользкой, и для ее удержания требуется приложить значительную силу, но даже это часто не помогает.

2. Почему в дождливую погоду колеса автомобиля лучше немного спустить?

В дождливую погоду на поверхности дороги образуется слой воды. На высокой скорости может возникнуть эффект аквапланирования — ситуация, когда колесо не успевает выдавливать воду из-под себя, теряет контакт с дорогой и начинает скользить по водной пленке. Это приводит к полной потере управления автомобилем.

Снижение давления в шинах помогает бороться с этим явлением. Давление ($\text{p}$), сила ($\text{F}$) и площадь ($\text{S}$) связаны соотношением $p = F/S$. Сила $\text{F}$ в данном случае — это вес, приходящийся на колесо, и она постоянна. Следовательно, при уменьшении давления $\text{p}$ в шине для сохранения равенства должна увеличиться площадь контакта $\text{S}$ шины с дорогой ($S = F/p$). Когда колесо немного спущено, оно деформируется сильнее, и площадь его контакта с поверхностью дороги (так называемое пятно контакта) увеличивается.

Увеличение пятна контакта улучшает сцепление с дорогой, так как протектор шины может более эффективно отводить воду из зоны контакта. Большая площадь позволяет воде быстрее уходить через канавки протектора, что снижает риск возникновения водяного клина и аквапланирования.

Важно отметить, что ездить на сильно спущенных шинах опасно: это ухудшает управляемость, увеличивает износ шин и расход топлива. Речь идет о незначительном снижении давления в экстренных случаях.

Ответ: Слегка спущенное колесо имеет большую площадь контакта с дорогой. Это помогает протектору эффективнее отводить воду из-под колеса, улучшая сцепление и снижая риск аквапланирования.

3. Почему в гололед посыпание дорог солевой смесью экологически вредно?

Посыпание дорог солевой смесью (чаще всего на основе хлорида натрия, $NaCl$, или хлорида кальция, $CaCl_2$) — эффективный способ борьбы с гололедом, так как соль понижает температуру замерзания воды, заставляя лед таять. Однако этот метод имеет серьезные негативные экологические последствия.

Во-первых, солевые растворы, стекая с дорог, попадают в почву. Это приводит к засолению почв, что губительно для большинства растений. Соль вытягивает воду из корней растений (из-за осмоса), нарушает их минеральное питание и вызывает "химический ожог". В результате деревья, кустарники и трава вдоль дорог болеют и погибают.

Во-вторых, соль загрязняет поверхностные и грунтовые воды. Попадая в реки и озера, она повышает их соленость, что вредит пресноводным экосистемам. Многие виды рыб, земноводных и беспозвоночных не приспособлены к жизни в соленой воде и могут погибнуть. Также это может сделать источники питьевой воды непригодными для использования.

В-третьих, соль является сильным коррозионным агентом. Она ускоряет ржавление металлических частей автомобилей, особенно днища, а также разрушает мосты, эстакады и другие железобетонные конструкции, разъедая арматуру внутри бетона.

Наконец, соль может нанести вред животным. Она раздражает и разъедает лапы домашних животных и диких зверей, а при попадании внутрь организма может вызвать отравление.

Ответ: Посыпание дорог солью вредно, так как это приводит к засолению почв и гибели растений, загрязнению пресных водоемов и вреду для водных обитателей, ускоренной коррозии металла (автомобилей, мостов) и может нанести вред животным.