Давление в природе и технике

102. Почему буря, которая летом ва­лит живые деревья, часто не может сва­лить стоящее рядом сухое дерево без листьев, если оно не подгнило?

103. Зависит ли давление колесного трактора на дорогу от давления внутри баллона колеса?

104. Небольшие по весу ледоколы не могут сломать многометровый лед. Поче­му же это удается сделать тяжелым ле­доколам?

105. Почему задние оси грузовых ав­томашин часто имеют колеса с двойными баллонами?

106. Зачем под гайку подкладывают широкое металлическое кольцо, называ­емое шайбой?

107. К человеку, под которым прова­лился лед, 'подходить нельзя. Для спасе­ния ему бросают лестницу или длинную доску. Объясните, почему таким спосо­бом можно спасти провалившегося.

108. Почему при постройке дома все его стены выводятся одновременно до примерно одинаковой высоты?

109. Почему плотину строят так, что ее профиль расширяется книзу?

110. Для чего точат (заостряют) ста­мески, пилы и другие режущие инстру­менты?

111. При работе новым напильником приходится прикладывать большие уси­лия, чем старым. Почему же предпочита­ют пользоваться новым напильником?

112. Объясните, как наждачная бумага шлифует металлические предметы.

ОТВЕТЫ, РЕШЕНИЯ И УКАЗАНИЯ

1. Кладут вплотную 10—20 иголок, из­меряют общую их толщину и делят на число иголок.

2. Наливают в мензурку жидкость (на­пример керосин), отмечают уровень. От­считывают некоторое число шариков (чем больше, тем точнее будет ответ) и высы­пают их в мензурку. Замечают новый уро­вень. Разделив изменение показаний мензурки на число шариков, получают искомый объем.

3. Одним из вариантов является сле­дующая установка. Через трубку А газ пос­тупает в сосуд В (рис. 7), наполненный жид­костью, в которой газ не растворяется, и опрокинутый над проградуированным и от­крытым сосудом С (мензуркой).

Заполняя со­суд B, газ бу­дет вытеснять воду в сосуд С. По изменению уровня воды в этом сосуде можно определить объем газа.

4. В стакане А, так как уровни воды в обоих стаканах одинаковы, но в стака­не В находится чайная ложка.

5. Молекулы спирта и воды взаимно проникают в имеющиеся между ними промежутки и вступают в химическое вза­имодействие. Вследствие этого объем смеси воды и спирта меньше, чем сумма первоначальных объемов.

6. В вакууме молекула двигается рав­номерно и прямолинейно. В воздухе вследствие столкновений с другими мо­лекулами та же молекула движется по ломаной зигзагообразной линии с изме­няющейся скоростью.

7. Вещество, растворяясь, диффун­дирует в воде, окрашивая ее фиолето­вым цветом.

8. Гелий диффундирует сквозь обо­лочку шара.

9. Частички пыли удерживаются на поверхности силой взаимного притяже­ния молекул.

10. С повышением температуры уве­личивается скорость движения молекул, следовательно, и скорость диффузии.

11. Чтобы стекла не слипались под действием сил взаимного притяжения мо­лекул.

12. Вследствие неровностей поверх­ностей приложенных друг к другу лине­ек образуется малое количество точек соприкосновения, где проявляются силы молекулярного притяжения.

13. Да, при нормальном атмосфер­ном давлении поваренная соль становит­ся жидкой при температуре 800 °С (а углекислый газ твердым — при 250 °С. — Ред.)

14. Жидкость принимает форму со­суда, в который ее помещают. Объем жидкости при этом не меняется.

15. Воздух занимает весь объем бу­тылки, а сила, с которой налитая в во­ронку вода давит на воздух, недоста­точна, чтобы сжать его в значительной мере.

16. Разрушаются связи между крис­талликами олова.

17. Относительно вагона пантограф находится в покое, относительно прово­да он движется со скоростью поезда.

18. Покоятся друг относительно дру­га; движутся относительно Земли.

19. Телом отсчета является карусель.

20. Назад.

21. Флаги свисают отвесно, как в без­ветренную погоду.

22. Одинаковые.

23. Если самолет относительно ав­томобиля неподвижен, т. е. движется почти горизонтально с той же ско­ростью относительно Земли, что и ав­томобиль.

24. Чтобы разбить орех, надо при­ложить к его скорлупе две равные и про­тивоположно направленные силы, сжи­мающие ее настолько, что она разру­шается. Одну из сил создает ударяю­щее тело (молоток, камень и т. п.); дру­гая возникает при взаимодействии оре­ха с опорой. Если опора твердая и не­подвижная, условия, необходимые для раскалывания скорлупы, соблюдаются. В случае мягкой опоры сила реакции в основном идет на изменение скорости ореха - под действием силы удара он приобретает скорость, а затем, углуб­ляясь в опору, теряет ее. Скорлупа же почти не изменяет своей формы и поэ­тому не разрушается.

25. Чтобы создать условие взаимо­действия ботинка и молотка (см. ответ к задаче 24).

26. Чем больше в лодке людей, тем больше ее масса и тем меньше изме­нится ее скорость во время прыжка лодочника.

27. Наибольшую — свинцовый кубик, наименьшую — железный.

28. Тот, в котором мелкая дробь.

29. Так как плотность серебра боль­ше плотности железа, то объем слитка серебра меньше. Следовательно, уро­вень воды в первом стакане будет выше.

30. Вследствие инертности капель воды.

31. Вследствие инертности монеты и недостаточного взаимодействия монеты и открытки.

32. В том случае, когда колют дро­ва, ударяя по полену топором, он, про­должая движение вследствие инертнос­ти, входит глубоко в неподвижное по­лено. Когда же ударяют обухом топо­ра, частично вошедшего в полено, о ко­лодку, на которой колют дрова, топор останавливается, а полено продолжает движение вследствие инертности и рас­калывается.

33. Тяжелые наковальни имеют большую массу и поэтому приобретают меньшую скорость при ударе молота.

34. Вследствие инертности кирпич за время удара не успеет значительно из­менить свою скорость и не будет до­полнительно давить на держащую его руку. Поэтому она не будет ощущать боли.

35. а) Поезд начал уменьшать ско­рость; б) увеличивать ее; в) сделал по­ворот.

36. При остановке лошади, двигаясь по инерции, всадник упадет вперед че­рез голову коня.

37. Свободный ход (движение маши­ны при неработающем двигателе) осно­ван на использовании свойства инерт­ности машины и тел, движущихся вмес­те с ней.

38. Камень и Земля, камень и воз­дух. Спутник и Земля, спутник и разре­женный воздух. Автомобиль и воздух, колеса автомобиля и полотно дороги. Парус и воздух, корпус лодки и вода.

39. Сила тяжести пропорциональна массе тела.

40. а) Рычажные весы дадут одина­ковые показания, хотя вес тела изме­нится (в такой же мере изменится и вес гири); б) вес тела определяется силой тяжести, которая зависит от массы тела и расстояния до центра Земли. Так как вес тел А и В одинаков, а тело В более удалено от центра Земли, то масса тела В больше массы тела А.

41. Герой повести никак не мог бы скользить по веревке к Земле, этому препятствовала бы сила притяжения его к Луне.

42. в) Можно; г) вертикальную — не­льзя, горизонтальную — можно.

43. а) 90°; б) 180°.

44. а) С помощью отвеса. б) (С помощью исправного уровня. - Ред.)

45. Свободная поверхность воды в океане, перпендикулярная направлению силы тяжести в каждой точке, повторя­ет шарообразную форму Земли.

46. (В состоянии свободного падения, т. е. в состоянию невесомости. —Ред.)

47. Чтобы при изготовлении можно было легко изменить массу гири, если возникнет такая необходимость при поверке ее по эталону. Обычно на этой пробке бюро контроля мер и весов ста­вит свое клеймо.

48. Одной из конструкций может быть следующая. По транспортеру Т сыпучее вещество поступает в бункер К (рис. 8), имеющий приставное дно АО, вращаю­щееся вокруг оси О. К АО приварен длин­ный стержень 0В, по которому может лег­ко скользить груз Р. Располагают груз Р так, чтобы он уравновешивал вес дна АО и сыпучего вещества, заполняющего бун­кер. В соответствующем месте закрепля­ют фиксатор С.

Когда вес сыпучего тела, заполня­ющего бункер, достигнет заданной ве­личины, дно АО открывается, а конец 0В поднимается, и груз Р соскальзы­вает к точке О. Содержимое бункера пересылается в вагон М. После этого груз Р снова смещают к фиксатору С и. т.д.

Настройка дозатора на определен­ный вес достигается перемещением фиксатора С на плече 0В коромысла весов полуавтомата.

49. Свободно падать.

50. Нет, так как масса тела при ма­лых скоростях не зависит от характера его движения.

51. Нулю.

52. При падении стакана наступает состояние невесомости, диск и магнит притягиваются друг к другу.

53. Когда доска свободно падает, наступает состояние невесомости. Стальная пластина АВ постепенно вы­прямляется, замыкает цепь в точке С, и лампочка загорается.

54. 1 Н.

55. Заменив автомобиль достаточно чувствительным динамометром, повто­ряют опыт. Показание прибора равно силе тяги автомобиля, если рука, дер­жащая динамометр, движет брусок рав­номерно с той же скоростью, с кото­рой его двигал автомобиль.

56. F,.

57. Сила тяжести и сила упругости равны 1 Н каждая.

58. а) Пружинные весы будут пока­зывать 1120 Н, а десятичные - 1050 Н;

б) пружинные весы будут показывать 1820 Н, а десятичные - 350 Н.

59. Когда прижимают мел к доске, создают большую силу трения, которая и отрывает частички мела, - возникает след на доске.

60. Чтобы увеличить силу трения скольжения подошв ног о ступеньки.

61. Сила тяги двигателя автомобиля и сумма сил сопротивления воздуха и трения подвижных частей машины.

62. Нет, так как действуют силы тре­ния и сопротивления воздуха, уменьша­ющие его скорость.

63. Fсопр ⁼ тд.

64. При «разведенной» пиле пропил имеет ширину, большую толщины по­лотна пилы. Этим уменьшается трение движущейся пилы о стенки пропила.

65. При разрезании ниткой возника­ет значительно меньшая сила трения, чем при разрезании ножом.

66. При вращении ведущей оси меж­ду колесами и грунтом возникает сила трения покоя, толкающая автомобиль. Чем больше ведущих осей, тем больше сила тяги, действующая на автомаши­ну.

67. Кроме требований гигиены инстру­мента, существенным является уменьше­ние силы трения иглы о кожу при уколе.

68. Шелковый шнур имеет более гладкую поверхность, значит, возника­ет меньшая сила трения.

69. Роса увеличивает массу стебля. По­этому при ударе косой он в меньшей сте­пени изгибается, и коса сразу срезает его.

Роса служит смазкой, что уменьша­ет силу трения, когда при обратном дви­жении коса скользит по траве.

70. Тело рыбы покрыто слизью. Эта смазка уменьшает силу трения, и рыба выскальзывает из рук.

71. Чтобы не увеличивать трение по­ручней о направляющие пластины, по которым они скользят.

72. Уменьшать вес электровоза не­выгодно, так как это уменьшит силу дав­ления на рельсы, а следовательно, и силу трения между ведущими колесами и рельсами, что уменьшит силу тяги элек­тровоза.

73. В кузов автомашины. Это увели­чит силу давления на задние (ведущие) колеса машины, а значит, увеличит сцеп­ление с полотном дороги. Если помес­тить груз на прицеп, возможна пробук­совка машины на мокрой скользкой дороге и на подъеме.

74. Так как возрастает сила давле­ния ремня на шкив.

75. Сила трения между тетрадями вверху меньше, чем внизу, так как мень­ше сила давления. Поэтому тетради, лежащие выше той, за которую потяну­ли, сдвинутся вместе с ней, а лежащие ниже останутся неподвижными.

76. На коньках — трение скольже­ния, на роликах — трение качения и небольшое скольжение.

77. Чтобы увеличить силу трения.

78. Потому что лист на рельсах уменьшает трение и может помешать торможению.

79. Устойчивость ходьбы человека определяется силой трения между подо­швой обуви и почвой. Поскольку сила тяжести на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле, то там при ходьбе возни­кает и малая сила трения.

(Сила тяжести на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле. Во столько же раз там меньше (при прочих равных ус­ловиях) и сила трения, а сила мышц та­кая же, как и на Земле. Это все равно, что на Земле стать в шесть раз силь­нее. Ходьба сразу превратится в прыж­ки, и устойчивость потеряется. — Ред.)

80. На внешней — силы притяжения, на внутренней — силы отталкивания между молекулами.

81. Сила упругости есть сила оттал­кивания молекул вещества, из которо­го изготовлен стул.

82. Вода смачивает поверхность стеклянной палочки и по ней вытекает из чашки.

83. Вода смачивает стекло, ртуть — нет. Чтобы можно было отмерять ртуть каплями, пузырек должен быть из оло­ва, цинка, золота или других металлов.

84. Покрыть его пленкой, которую вода не смачивает.

85. Клей смачивает соединяемые поверхности, и этим обеспечивается прочность соединения.

86. Нет, так как будет происходить спаивание металла и материала фор­мы.

87. Крупинки золота, покрываясь жиром овчины, прилипают к ворсу, ко­торый также покрыт жиром.

88. Плотная бумага чернилами сма­чивается, но капилляры в ней заполне­ны другим веществом. Промокательная бумага имеет большое количество ка­пилляров, в которые проникают чер­нила, поэтому запись на ней получает­ся расплывчатой. Промасленная бума­га чернилами не смачивается, и они на ней собираются каплями.

89. Шелк влагой плохо смачивает­ся.

90. Будет, за счет влаги, которая поднимается по капиллярам почвы.

91. Мел — вещество пористое. Про­никающая по капиллярам вода вытес­няет из мела воздух.

92. Песчаный, так как в нем содер­жатся капилляры, по которым вода под­нимается из почвы на поверхность.

93. Кирпичный фундамент содержит капилляры, по которым вода из почвы проникала бы в стены здания. Слой толя преграждает воде путь вверх.

94. Можно. Из-за смачивания чер­нила растекутся по стенкам баллона ав­торучки и будут подаваться к перу по капилляру.

95. Потому что угольный порошок содержит тонкие капилляры, которые впитывают влагу, предохраняя сталь­ные изделия от порчи.

96. Да, по глубине следа на вспа­ханной земле.

97. Ощущение боли зависит от дав­ления, которое предмет производит на тело человека. Величина давления за­висит от площади, на которую действу­ет вес покупки. У бумажной ручки пло­щадь опоры больше, поэтому давление на ручку меньше, чем в первом случае.

98. При шитье возникает давление иглы на палец. Чтобы его уменьшить, увеличивают площадь опоры, помещая между пальцем и иглой наперсток.

99. Давление обратно пропорцио­нально площади опоры. В мягкой по­

душке голова делает удобную вмяти­ну, тяжесть головы приходится на боль­шую площадь. Вследствие этого ста­новится малым давление на подушку. Поэтому возникает малое давление на кожу головы, т. е. не возникает ощу­щение боли.

100. Да, если поверхность ложа точ­но соответствует форме тела челове­ка.

101. См. ответ на задачу 97.

102. Сила, с которой ветер действу­ет на крону дерева (при одинаковом давлении), зависит от площади ее поверхности. У живого дерева она больше. Поэтому буря свалит живое дерево раньше, чем сухое.

103. Зависит. При увеличении дав­ления внутри баллона уменьшается пло­щадь опоры колеса на дорогу, поэто­му давление трактора на дорогу воз­растает.

104. Чтобы расколоть лед, надо в определенном месте произвести на него большое давление. Чем больше вес ле­докола, тем большее давление он со­здает на лед.

105. У грузовых автомобилей тя­жесть в основном приходится на задние колеса. Чтобы не возникало большого давления их на грунт и они не погру­жались глубоко в почву, увеличивают площадь опоры задних колес, насажи­вая на ось дополнительные баллоны.

106. Шайба увеличивает площадь опоры. При этом уменьшается давле­ние на детали, скрепленные с помощью болта и гайки.

107. При опоре человека на доску или лестницу его тяжесть распределя­ется на большую площадь, и давление на кромку льда уменьшается.

108. Давление стен на фундамент (и на грунт) зависит от веса стены и прилегающей к ней части здания. Под действием веса здания происходит уп­лотнение (усадка) грунта. Если бы зда­ние строилось неравномерно по высо­те, то происходило бы неравномерное оседание грунта под ним. А это могло бы привести к авариям.

109. Плотина имеет огромный вес. При широком основании она будет про­изводить меньшее давление на грунт.

110. Для уменьшения площади ост­рия режущего инструмента, что увели­чивает давление на материал изделия и облегчает его обработку.

111. Новый напильник глубже вхо­дит в металл (так как у него меньшая площадь выступов насечки напильни­ка), тем самым возрастает скорость об­работки детали.