Задание Физика 7 Класс №00012162
Простые Механизмы: Рычаги и Блоки
№2. Задание без номера
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
Решение
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.
Ответ
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.
Видеоразбор
Другие задания по теме «Простые Механизмы: Рычаги и Блоки» (8)
- Задание — №00019172 — Определите КПД подвижного блока, с помощью которого равномерно поднимают груз…
- Задание — №00019166 — Рычаг имеет длину 1 м. На каком расстоянии (в метрах) от конца должна…
- Задание — №00019159 — В начальный момент грузы (см. рисунок) покоятся. Через неподвижный блок…
- Задание — №00019135 — С помощью подвижного блока поднимают груз массой 80 кг, прикладывая к…
- Задание — №00019134 — Груз равномерно поднимают с помощью неподвижного блока, прикладывая силу 300 Н.…
- Задание — №00019133 — С помощью неподвижного блока равномерно подняли груз массой 45 кг на высоту 3…
- Задание — №00019132 — Груз массой 60 кг поднимают с помощью подвижного блока. Какую силу прикладывают…
- Задание — №00019131 — При использовании некоторой наклонной плоскости выигрывают в силе в 6 раз, но…