Качественные задачи по физике в средней школе и не только… (Тульчинский) - страница 32

Чтобы орех раскололся, надо удержать его на месте, подставив что-то твердое с другой стороны. В этом случае орех «не сумеет» отодвинуться, чтобы выправить деформацию, – деформация начнется и с другой стороны. Встречные усилия раздавят скорлупу.

Ударяя сверху молотком по ореху, лежащему на столе, мы по сути делаем то же самое, только не в горизонтальном, а в вертикальном направлении (добавляются еще сила тяжести и уравновешивающая ее сила реакции опоры, но они пренебрежимо малы по сравнению с возникающими силами упругости). Стол создает встречную силу, деформирующую орех с другой стороны. Твердая поверхность стола не дает ореху сместиться и «уйти» от деформации. Мягкая поверхность дивана – позволяет, а встречная сила мала (диван должен значительно продавиться, чтобы она стала существенной) и нарастает плавно, за это время орех успевает без потерь для себя замедлить молоток.

Подведем итог: чтобы расколоть орех, нужно встречное одновременное воздействие двух достаточно больших сил. Такая пара сил возникает при ударе молотком по ореху, лежащему на твердой поверхности, а также в щипцах для орехов (орехоколе).

21. Как по маслу!

Для определенности допустим, что речь идет о разрезании колбасы. Мысленно наметим на батоне колбасы точку P прямо под лезвием ножа и посмотрим, по какой траектории она движется относительно лезвия.

Если резать надавливанием сверху, точка P проходит по вертикальной линии (рис. 43, а). Представим себе, что мы рассекли сам нож по этой линии. В этом случае мы увидели бы картину, показанную на рис. 43, б.

Рис. 43

Если нож движется не только вниз, но и, к примеру, вперед, точка P пройдет по наклонной траектории (рис. 44, а). В этом случае сечение ножа по этой линии выглядело бы так, как показано на рис. 44, б.

Рис. 44

Внизу острие, вверху такое же основание треугольника, но сам треугольник более высокий – а значит, у него более острый угол при вершине. При таком движении нож становится как будто бы острее!

(Конечно, в действительности сечение ножа по форме сложнее треугольника, но на наш вывод это не повлияет.)

22. Как сделать склон пологим

Если позволяют условия и склон достаточно короткий, можно, конечно, преодолеть его с разгона. Но есть еще одно решение: можно подниматься не «в лоб», а «по диагонали» (рис. 45). При такой траектории движения наклон, преодолеваемый автомобилем, будет значительно более пологим.

Рис. 45

Пологий наклон легче преодолевать – мы знаем это из собственного жизненного опыта, но это можно показать строгими физическими рассуждениями, нарисовав диаграмму сил, действующих на тело (сделайте это!).