Kitobdan iqtiboslar Физика на каждом шагуmuallif Яков Перельман
Мы так привыкли видеть тела скатывающимися с наклонной плоскости вниз, что пример тела, свободно катящегося по ней вверх, кажется нам чудом. Нет ничего легче, однако, как устроить такое мнимое чудо.
Итак, неверно, будто тяжелые вещи падают скорее легких
Самой экономной дорогой является вода, причем даже тогда, когда мы не пользуемся ее течением. Посмотрите на рис. 10, и вы увидите, какую огромную кладь способна везти по воде лошадь: она везет в 30 раз больше, чем на булыжной мостовой! Водный транспорт не без основания признается самым дешевым.
Это значит, что на асфальтовой мостовой одна и та же лошадь может везти втрое больший груз, чем на булыжной
Именно так, – продолжал он. – Я вешу 82 килограмма. Нагрузка в 82 килограмма на 6 квадратных сантиметров. Сколько это составит на один квадратный сантиметр?
– Около 131/2 килограммов.
– Правильно. И нью-йоркские строительные городские правила запрещают нагружать фундаменты больше чем 131/2 килограммами на квадратный сантиметр.
– Но ведь невероятно, чтобы квадратный сантиметр такого большого здания давил на грунт с силой не более 131/2 килограммов!
– Здание опирается на фундамент, распределяющий общий вес на огромную массу бетона. Под зданием 70 бетонных площадок, каждая – до 6 метров шириною. Общий же вес сооружения будет около 120 000 тонн. Мы далеко еще не дошли до предела. Вычислено, что на фундаменте в 3600 квадратных метров может быть построено здание в 150 этажей и 600 метров высоты; оно будет весить около 520 000 тонн».
По той же причине не проваливается на рыхлом снегу человек, идущий на лыжах, хотя без лыж он на том же снегу удержаться не может
Тяжелый гусеничный трактор хорошо держится на таком рыхлом грунте, в котором увязают ноги лошадей и даже людей, гораздо более легких.
Чем это объяснить?
Вспомнив, что было сказано раньше, вы без труда разберетесь в этом. Увязание в грунте зависит не от веса вещи, а от ее давления, от той доли веса, которая приходится на квадратный сантиметр опоры. Огромный вес трактора распределяется на довольно большую поверхность его «гусениц», надетых на колеса. Поэтому на один квадратный сантиметр опоры трактора приходится сравнительно небольшой вес – около сотни граммов, не больше. Напротив, вес лошади и человека распределяется на небольшую площадь копыт или ступней, так что на квадратный их сантиметр приходится у лошади около 1200 г, а у человека – 500 г, т. е. гораздо больше, чем у трактора.
Даже тяжелый военный танк давит на квадратный сантиметр с силою, лишь немного большею, чем человек: около 600 г.
Следует отличать давление от силы давления. Давление есть та сила, с которой тело надавливает на один квадратный сантиметр опоры. В примере с капустой сила давления камней есть 10 кг и 16 кг, давление же – 22 г на кв. см и 20 г на кв. см.[9]
Зная это, вы сможете уже самостоятельно выполнять расчеты, относящиеся к давлению.
Две кадки с квашеной капустой покрыты лежащими на капусте деревянными кругами с камнями. В одной кадке круг имеет в поперечнике 24 см и нагружен 10 кг; другой поперечник круга равен 32 см, а груз – 16 кг. В какой кадке капуста находится под бóльшим давлением?
Давление, очевидно, больше в той кадке, где на каждый квадратный сантиметр приходится больший груз. В первой кадке груз в 10 кг распределяется на площадь в 3,14 × 12 × 12 = 452 кв. см, и, значит, на 1 кв. см приходится 10 000/452, т. е. около 22 г. Во второй кадке давление на 1 кв. см составляет 16 000/804, т. е. менее 20 г. Следовательно, в первой кадке капуста сдавлена сильнее
Знание удельного веса дает возможность, не распиливая изделие, как бы заглянуть внутрь него и установить, есть ли в нем пустоты или же оно сплошное. Приведем пример