ID: 00012162
Деревья представляют собой рычаги, у которых точка опоры находится у поверхности земли, а плечами сил является ствол и корни. У ели крона находится у земли и имеет пирамидальную форму. Сила, действующая на ствол при ветре, невелика. У сосны и дуба кроны расположены высоко вверху, поэтому моменты силы ветра очень велики. Однако устойчивость сосны и дуба во время ветра не хуже, чем у ели. Почему?
Источник: ФИПИ
Дерево можно рассматривать как рычаг с осью у поверхности земли: одно «плечо» — ствол с кроной, другое — корни.
У сосны и дуба крона высоко, поэтому ветер действует на большом плече и создаёт большой опрокидывающий момент $M=F\cdot l$. Чтобы дерево не упало, нужен такой же по величине удерживающий момент.
Его создают корни: у сосны и дуба корневая система мощная, глубокая и широкая, она надёжно «заякоривает» дерево в грунте и работает как длинное плечо удерживающей силы. Кроме того, толстый жёсткий ствол часть энергии ветра гасит упругим изгибом.
Поэтому большой момент ветра уравновешивается большим удерживающим моментом корней — и устойчивость сосны и дуба не хуже, чем у ели.
Потому что у сосны и дуба "второе плечо рычага" — корни — устроено иначе. Да, ветер действует выше, значит плечо силы больше и момент ветра действительно большой. Но у сосны и дуба: корневая система мощнее и глубже/шире, корни работают как длинное плечо противодействующего момента; прочные закрепления в грунте (корни "якорят" дерево, больше сопротивление вырыву/опрокидыванию); ствол обычно толще и жёстче, меньше прогибается, часть энергии ветра уходит в упругое изгибание без поломки. То есть большой момент ветра компенсируется большим удерживающим моментом, который создают корни и жёсткий ствол. Поэтому устойчивость у сосны и дуба не хуже, чем у ели.