Качественные задачи по физике в средней школе и не только… (Тульчинский) - страница 43
Рис. 59
По той же причине автомобиль, который движется с заблокированными колесами (то есть с колесами, которые перестали крутиться и проскальзывают по дороге), может от легкого бокового удара или толчка уйти с траектории движения. И по той же причине автомобиль, который стоит боком на скользком склоне, при попытке поехать вдоль может начать соскальзывать вниз по склону.
8. Давление и деформация
43. Фокусы давления
Сравним профили колеса, накачанного как положено, и приспущенного колеса (рис. 60).
Рис. 60
Мы видим, что приспущенное колесо как бы немного «распластывается» по поверхности, расширяя пятно контакта (помечено серой жирной линией).
Теперь сравним эти же колеса сбоку (рис. 61).
Рис. 61
Мы снова видим, что пятно контакта стало больше – теперь в длину. Другими словами, снижение давления в колесах увеличивает как длину, так и ширину пятна контакта шины с поверхностью, то есть увеличивает площадь контакта. Поскольку вес автомобиля остается прежним, а площадь контакта увеличивается, давление на поверхность (вес, деленный на площадь) снижается. Вместе с давлением снижается шанс того, что автомобиль провалится и увязнет.
По той же самой причине на автомобили, предназначенные для бездорожья, с самого начала ставят шины большего диаметра и большей ширины: это тоже увеличивает пятно контакта.
44. Каменная подушка
Интуиция подсказывает, что лежать на камне «твердо» и неудобно. Но чем твердое на самом деле отличается от мягкого? Тем, что мягкое прогибается и принимает нужную форму. Если положить голову на камень, то с камнем будет контактировать очень небольшой участок поверхности головы, и на него будет приходиться весь вес головы. Рецепторы этого участка кожи ощущают большое давление и подают нам сигнал – мы ощущаем неудобство. На мягкой поверхности тот же самый вес головы распределяется по гораздо большей площади, в результате давление снижается и дискомфорт исчезает. Отсюда следует интересный вывод: если сделать каменную подушку по форме головы, она может оказаться вполне комфортной – и этот вывод подтверждается практикой: если изготовить гипсовый отпечаток головы, лежать на нем будет довольно удобно (правда, только тому человеку, с которого отпечаток был снят).
45. Комариная сила
Проткнуть картон иглой гораздо легче, чем карандашом. Этот факт подсказывает нам, что прочность поверхности определяется не максимальной силой, которую выдерживает поверхность, а максимальным давлением – то есть силой, приходящейся на единицу площади. Усилие иглы распределяется по гораздо меньшей площади, чем усилие карандаша, из-за чего давление иглы многократно больше.