Ответьте на вопросы, страница 130 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Почему стопы ног верблюда покрыты мозолистыми подушками?

2. Почему хоботок у комара тоньше, чем у осы?

3. Почему ремни большого рюкзака широкие?

4. Почему при спасении человека на тонком льду спасатель и тонущий человек должны принять горизонтальное положение? Почему тонущему человеку для опоры необходимо передать широкую доску?

5. Почему для массивных сооружений необходим широкий фундамент?

1. Почему стопы ног верблюда покрыты мозолистыми подушками?
Верблюды обитают в пустынях и часто передвигаются по сыпучему песку. Чтобы не проваливаться в песок, необходимо уменьшить давление, оказываемое на него. Давление ($\text{p}$) определяется как отношение силы ($\text{F}$) к площади опоры ($\text{S}$): $p = \frac{F}{S}$. В данном случае сила $\text{F}$ — это вес верблюда. Широкие мозолистые подушки на стопах верблюда значительно увеличивают площадь опоры ($\text{S}$). При увеличении площади опоры давление на песок уменьшается, что и позволяет верблюду эффективно передвигаться, не увязая.

Ответ: Широкие подушки на стопах верблюда увеличивают площадь опоры, что уменьшает давление на песок и не дает животному проваливаться.

2. Почему хоботок у комара тоньше, чем у осы?
Чтобы проткнуть кожу, необходимо создать очень большое давление. Комар — маленькое и легкое насекомое, поэтому сила ($\text{F}$), с которой он может действовать своим хоботком, очень мала. Согласно формуле давления $p = \frac{F}{S}$, для создания большого давления ($\text{p}$) при малой силе ($\text{F}$) площадь ($\text{S}$), к которой прикладывается эта сила, должна быть чрезвычайно маленькой. Тонкий и острый хоботок комара как раз и имеет очень малую площадь поперечного сечения, что позволяет ему развивать огромное давление и легко прокалывать кожу. У осы жало (которое в вопросе, вероятно, сравнивается с хоботком) также очень острое для создания высокого давления при ужаливании, но основная задача хоботка комара — именно прокалывание кожи для питания, что требует максимальной эффективности при минимальном усилии.

Ответ: Тонкий хоботок имеет очень маленькую площадь острия. Это позволяет комару при приложении небольшой силы создавать огромное давление, достаточное для прокалывания кожи.

3. Почему ремни большого рюкзака широкие?
Большой рюкзак имеет значительный вес, который создает большую силу давления ($\text{F}$) на плечи человека. Чтобы сделать ношение тяжелого рюкзака комфортным и безопасным для здоровья, нужно уменьшить давление ($\text{p}$) на плечи. Давление рассчитывается по формуле $p = \frac{F}{S}$. Из формулы видно, что при неизменной силе (весе рюкзака) давление можно уменьшить, увеличив площадь ($\text{S}$), на которую эта сила распределяется. Широкие ремни (лямки) рюкзака как раз и увеличивают площадь контакта с плечами, благодаря чему давление на них снижается, и рюкзак не так сильно "врезается" в плечи.

Ответ: Широкие ремни увеличивают площадь, на которую распределяется вес рюкзака, тем самым уменьшая давление на плечи и делая его ношение более комфортным.

4. Почему при спасении человека на тонком льду спасатель и тонущий человек должны принять горизонтальное положение? Почему тонущему человеку для опоры необходимо передать широкую доску?
Тонкий лед может выдержать лишь ограниченное давление. Вес человека ($\text{F}$) создает давление на лед, равное $p = \frac{F}{S}$. Когда человек стоит, его вес распределяется на очень маленькую площадь — площадь подошв его обуви. Это создает высокое давление, которое может легко проломить тонкий лед. Если же человек ложится на лед (принимает горизонтальное положение), его вес распределяется на гораздо большую площадь — площадь всего тела. Увеличение площади опоры ($\text{S}$) приводит к значительному уменьшению давления ($\text{p}$) на лед, снижая риск его проломить. Это правило касается как спасателя, так и спасаемого. Широкая доска или лестница, которую передают тонущему, выполняет ту же функцию: она имеет большую площадь и, опираясь на нее, человек распределяет свой вес по этой большой площади, что уменьшает давление на кромку льда и позволяет безопасно выбраться из воды.

Ответ: Горизонтальное положение тела и использование широкой доски позволяют распределить вес человека на большую площадь, что уменьшает давление на тонкий лед и предотвращает его разрушение.

5. Почему для массивных сооружений необходим широкий фундамент?
Массивные сооружения, такие как высотные здания, мосты или плотины, обладают огромным весом и, соответственно, создают колоссальную силу давления ($\text{F}$) на грунт. Любой грунт (почва, глина, песок) имеет предел прочности, то есть максимальное давление, которое он может выдержать, не деформируясь и не разрушаясь. Чтобы здание не просело, не накренилось и не разрушилось, давление ($\text{p}$) на грунт не должно превышать это предельное значение. Согласно формуле $p = \frac{F}{S}$, для уменьшения давления при очень большой силе (весе сооружения) необходимо максимально увеличить площадь опоры ($\text{S}$). Широкий фундамент как раз и служит для увеличения площади, по которой вес всего сооружения распределяется на грунт. Это позволяет снизить давление до безопасных значений, которые грунт способен выдержать.

Ответ: Широкий фундамент нужен для того, чтобы распределить огромный вес массивного сооружения на большую площадь и тем самым уменьшить давление на грунт до безопасного уровня.