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.
Сила одинакова, но давление все же не одинаково. В первом случае вся
сила сосредоточивается на острие иглы; во втором – та же сила
распределяется на большую площадь конца гвоздя; следовательно, давление
иглы гораздо больше, нежели давление тупого стержня при одном и том же
усилии наших рук.
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.
Учителю физики и ученикам
