Задумывались ли вы над вопросом: отчего игла так
легко пронизывает предмет насквозь? Отчего сукно или картон легко
проткнуть тонкой иглой и трудно пробить тупым гвоздем? В обоих случаях
действует, казалось бы, одинаковая сила.
Каждый скажет, что борона с 20 зубьями глубже разрыхлит землю, чем
борона того же веса, но с 60 зубьями. Почему? Потому что нагрузка
на каждый зуб в первом случае больше, чем во втором.
Когда речь идет о давлении, всегда необходимо, кроме силы, принимать
во внимание также и площадь, на которую эта сила действует. Когда
нам говорят, что кто-либо получает 1000 рублей зарплаты, то мы не
знаем еще, много это или мало: нужно знать — в год или в месяц?
Точно так же и действие силы зависит от того, распределяется ли
она на квадратный сантиметр или сосредоточивается на сотой доле
квадратного миллиметра.
Человек на лыжах ходит по рыхлому снегу, а без лыж проваливается.
Почему? Потому что в первом случае давление его тела распределяется
на гораздо большую поверхность, чем во втором. Если поверхность
лыж, например, в 20 раз больше поверхности наших подошв, то на лыжах
мы давим на снег в 20 раз слабее, чем стоя на снегу прямо ногами.
Рыхлый снег выдерживает первое давление, но не выдерживает второго.
По той же причине лошадям, работающим на болоте, подвязывают особые
“башмаки” к копытам, чтобы увеличить площадь опоры ног и тем уменьшить
давление на болотистую почву: ноги лошадей при этом не увязают в
болоте. Так же поступают и люди в некоторых болотистых местностях.
По тонкому льду люди передвигаются ползком, чтобы распределить вес
своего тела на большую площадь.
Наконец, характерная особенность танков и гусеничных тракторов не
увязать в рыхлом грунте, несмотря на свой значительный вес, объясняется
опять-таки распределением веса на большую поверхность опоры. Гусеничная
машина весом 8 и более тонн оказывает на 1 кв. см грунта давление
не более 600 г. С этой точки зрения интересен автомобиль на гусеничном
ходу для перевозки грузов на болотах. Такой грузовик, везущий 2
тонны груза, оказывает на грунт давление всего 160 г на 1 кв. см;
благодаря этому он хорошо ходит на торфяном болоте и по топким или
песчаным местностям.
В этом случае большая площадь опоры так же выгодна технически, как
малая площадь в случае иглы.
Из сказанного ясно, что острие прокалывает лишь благодаря незначительности
площади, по которой распределяется действие силы. Совершенно по
той же причине острый нож лучше режет, нежели тупой: сила сосредоточивается
на меньшем пространстве.
Итак, заостренные предметы оттого хорошо колют и режут, что на их
остриях и лезвиях сосредоточивается большие давление.
Страницы из книги «Занимательная физика», авт. Я.И. Перельман
