На стакан положите фанерную доску с достаточно тяжёлым грузом (гирей массой 10 кг). Резко ударьте по гире молотком (рис. 11). Почему стакан не бьётся?
рис. 11
Удар молотка приходится по гире − телу достаточно большой массы, значит обладающему большой инертностью. Вследствие этого, изменение движения гири незначительно, а значит и воздействие её на стакан − тоже незначительно. Поэтому, стакан останется цел.
Для объяснения явления, происходящего в данной задаче, необходимо обратиться к основам механики и свойствам инерции. Это связано с законом инерции, который формулируется следующим образом:
Закон инерции (Первый закон Ньютона):
Тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют силы или если действующие на него силы компенсированы.
Когда мы резко ударяем молотком по гире, взаимодействие происходит в кратковременный момент времени, и важно учесть такие физические аспекты, как свойства инерции, сила удара и распределение давления.
Инерция тела (гиря):
Гиря имеет значительную массу (10 кг), а это означает, что её инерция велика. Инерция — это свойство тела сопротивляться изменению своего состояния движения или покоя. Когда молоток ударяет гирю, сила удара действует на гирю в течение очень короткого времени. Из−за значительной массы гири и её инерции, гиря не успевает передать ударное воздействие доске и стакану под ней.
Кратковременность действия силы:
Удар молотком по гире — это импульс силы, действующий в течение очень короткого промежутка времени. Импульс силы не успевает полностью распространиться через гирю вниз к доске и стакану. Основная часть силы поглощается поверхностью гири, так как козырёк силы действует локально.
Распределение давления:
Фанерная доска распределяет давление гири по всей её поверхности. Это предотвращает концентрацию силы на одной точке. Даже если удар молотка создаёт локальное воздействие на гирю, давление на стакан остаётся относительно равномерным, и его стенки не разрушаются.
Эластичность материалов:
Материал стакана может временно деформироваться под действием давления, но если это давление остаётся в пределах прочности материала, стакан не разрушится. Удар молотка и его сила не передаются непосредственно на стакан благодаря распределению нагрузки через гирю и фанеру.
Таким образом, стакан не бьётся, потому что резкий удар молотком по гире действует локально и кратковременно, а также из−за большой инерции гири, которая не позволяет силе удара быстро передаться вниз. Фанерная доска помогает распределить давление гири на стакан, предотвращая его разрушение.
Пожауйста, оцените решение
