Положите на стол длинную деревянную линейку так, чтобы её конец выходил за край стола. Сверху застелите стол газетой, разгладьте газету руками, чтобы она плотно лежала на столе и линейке. Резко ударьте по свободному концу линейки — газета не поднимется, а прорвёися. Объясните наблюдаемые явления.
На всю площадь расстеленной газеты давит атмосферное давление. Сила этого давления оказывается большим сопротивлением, чем прочность газеты (силы, достаточная для её разрыва) . Поэтому газета рвётся.
Для объяснения данного явления необходимо рассмотреть физические принципы, которые связаны с действием силы, давлением, инерцией и взаимодействием объектов.
Когда линейка находится под газетой, газета плотно прилегает к столу за счет силы тяжести и атмосферного давления. Атмосферное давление — это сила, с которой воздух давит на поверхность. На каждую единицу площади действует давление, равное примерно 101325 Па (при нормальных условиях на уровне моря). Газета, находясь под воздействием атмосферного давления, испытывает эту силу, распределенную по всей ее площади.
Важно учитывать массу воздуха, который также оказывает давление. Даже тонкий слой бумаги испытывает давление сверху, из−за чего газета плотно лежит на столе.
Когда мы резко ударяем по свободному концу линейки, создается сила, которая действует на линейку, стремясь поднять газету. Однако газета не поднимается. Это связано с несколькими причинами:
Инерция: Газета обладает инерцией — свойством сохранять свое состояние покоя. Чем больше масса объекта, тем больше его инерция. В данном случае масса газеты незначительна, но её площадь большая, и в совокупности с атмосферным давлением инерция препятствует движению.
Сила атмосферного давления: Атмосферное давление действует равномерно на всю поверхность газеты. Сила давления гораздо больше силы удара, которую мы создаем. Это давление "прижимает" газету к столу, не позволяя ей подняться.
Резкость удара: Удар по линейке происходит быстро, что приводит к тому, что газета не успевает полностью "среагировать" на воздействие. Удар создаёт достаточно большую силу на небольшой площади (конце линейки), но эта сила не способна преодолеть атмосферное давление, действующее на всю поверхность газеты.
Прочность бумаги: Газета — тонкий материал, который легко рвётся при воздействии концентрированной силы. Когда мы ударяем по линейке, сила передается в небольшую область поверхности газеты, что приводит к её разрушению (разрыву).
Таким образом, наблюдаемое явление можно объяснить совокупностью действия атмосферного давления, инерции и свойств материала газеты. Атмосферное давление, действующее на большую площадь газеты, удерживает её на месте, несмотря на силу удара линейки. Газета не поднимается, а рвётся, так как энергия удара концентрируется на небольшой области, превышая предел прочности бумаги.
Пожауйста, оцените решение
