Номер 2, страница 131 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

2. Определите давление, которое оказывает коттедж площадью 120 м$^2$ весом 750 кН на фундамент. Что произойдет с домом, если его выстроить без фундамента?

Дано:

Площадь фундамента, $S = 120 \text{ м}^2$

Вес коттеджа, $P = 750 \text{ кН}$

Перевод в СИ:

Вес в Ньютонах: $P = 750 \text{ кН} = 750 \times 1000 \text{ Н} = 750000 \text{ Н}$

Найти:

1. Давление на фундамент, $p - ?$

2. Что произойдет с домом без фундамента?

Решение:

1. Определение давления, которое коттедж оказывает на фундамент

Давление ($\text{p}$) определяется как отношение силы ($\text{F}$), действующей перпендикулярно на поверхность, к площади этой поверхности ($\text{S}$). Формула для расчета давления:

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

В данном случае, сила, с которой коттедж давит на фундамент, равна его весу $\text{P}$. Следовательно, $F = P$.

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

Подставим в формулу числовые значения из условия задачи:

$$p = \frac{750000 \text{ Н}}{120 \text{ м}^2} = 6250 \text{ Па}$$

Результат можно также выразить в килопаскалях (кПа), зная, что $1 \text{ кПа} = 1000 \text{ Па}$.

$$6250 \text{ Па} = 6.25 \text{ кПа}$$

Ответ: Давление, которое коттедж оказывает на фундамент, составляет $6250 \text{ Па}$ или $6.25 \text{ кПа}$.

2. Что произойдет с домом, если его выстроить без фундамента?

Фундамент играет ключевую роль в строительстве, так как его основная функция — распределять вес всего здания по большой площади грунта. Это позволяет значительно уменьшить давление на грунт.

Если построить дом без фундамента, то весь его огромный вес будет давить на землю через относительно тонкие стены. Площадь опоры ($\text{S}$) в таком случае будет очень мала.

Согласно формуле давления $p = P/S$, при малом значении площади $\text{S}$ давление $\text{p}$ на грунт станет чрезвычайно большим. Несущая способность большинства грунтов (глина, песок, суглинок) ограничена, и они не смогут выдержать такое давление.

В результате произойдет следующее:

1. Проседание дома: Под огромным давлением грунт под стенами начнет уплотняться и деформироваться, и дом начнет "тонуть" в земле.

2. Неравномерная осадка и разрушение: Поскольку свойства грунта редко бывают идеально однородными по всей площади застройки, разные части дома будут проседать с разной скоростью. Такая неравномерная осадка вызовет колоссальные внутренние напряжения в конструкции здания, что приведет к появлению глубоких трещин в стенах, перекосу дверных и оконных проемов и, в конечном счете, может закончиться частичным или полным обрушением дома.

Ответ: Если выстроить дом без фундамента, он будет оказывать огромное давление на грунт, что вызовет его неравномерное проседание (осадку). Это приведет к деформации конструкций, появлению трещин и возможному разрушению здания.