ГДЗ учебник по физике 7 класс Перышкин. §35. Вопросы. Номер №4

Решение

Опыт.
Решение рисунок 1
рис. 90. Зависимость давления от площади опоры
В углы небольшой доски вбивают гвозди. Сначала гвозди, вбитые в доску, устанавливают на песке остриями вверх и кладут на доску гирю (рис. 90, а). В этом случае шляпки гвоздей только незначительно вдавливаются в песок. Затем доску переворачивают и ставят гвозди на острие (рис. 90, б). В этом случае площадь опоры меньше, и под действием той же силы гвозди значительно углубляются в песок. Объясняется тем, что площадь опоры стала меньше, а сила, действующая на доску, осталась прежней.

Теория по заданию

Для того чтобы исследовать, как действие силы зависит от площади опоры, можно провести простой эксперимент, который демонстрирует эту зависимость. Давайте разберем теоретическую часть данного вопроса.

Концепция давления: Сначала необходимо ввести понятие давления. Давление (P) определяется как сила (F), действующая на единицу площади (A). Математически оно выражается формулой:
$$ P = \frac{F}{A} $$
где $ P $ — давление, $ F $ — сила, и $ A $ — площадь, на которую действует сила.
Единицы измерения: В Международной системе единиц (СИ) давление измеряется в паскалях (Па). Один паскаль равен одному ньютону на квадратный метр (Н/м²).
Зависимость давления от площади: Из формулы давления видно, что при одинаковой силе, чем больше площадь, на которую она действует, тем меньше давление, и наоборот, чем меньше площадь, тем больше давление. Это явление можно наблюдать в повседневной жизни, например, когда человек идет по снегу: на лыжах человек проваливается меньше, чем без них, так как лыжи увеличивают площадь опоры и уменьшают давление на снег.
Экспериментальная демонстрация:
- Оборудование: Для демонстрации данного принципа можно использовать мягкий материал, например, пластилин или песок, два бруска с различной площадью основания, и груз.
- Процедура:
- Возьмите первый брусок с небольшой площадью основания и поместите его на мягкий материал, затем установите на него груз. Измерьте глубину вмятины, которую брусок оставил в материале.
- Повторите то же самое с другим бруском, который имеет большую площадь основания, и тот же груз. Сравните глубину вмятины.
- Анализ: Вы заметите, что брусок с меньшей площадью основания оставляет более глубокую вмятину, чем тот, который имеет большую площадь основания. Это демонстрирует, что при одинаковой силе, меньшая площадь опоры приводит к большему давлению.
Применение в реальной жизни: Понимание зависимости давления от площади опоры находит применение в различных областях:
- Инженерия: В строительных конструкциях важно правильно распределять вес, чтобы избежать избыточного давления на основание.
- Обувь и спорт: Специальная обувь для снежных или болотистых условий имеет увеличенную площадь подошвы, чтобы снизить давление и предотвратить проваливание.

Таким образом, эксперимент с изменением площади опоры наглядно демонстрирует влияние площади на действие силы и давление.