Номер 241, страница 66 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Решение

Почему у тяжелых грузовиков широкие колеса?

Причина, по которой у тяжелых грузовиков широкие колеса, связана с понятием давления. Давление ($\text{p}$) определяется как отношение силы ($\text{F}$), действующей перпендикулярно на поверхность, к площади этой поверхности ($\text{S}$):

$p = \frac{F}{S}$

Тяжелые грузовики имеют очень большую массу, а значит, на дорогу действует большая сила тяжести ($\text{F}$). Чтобы такое транспортное средство не разрушало дорожное покрытие и не проваливалось в мягкий грунт, необходимо уменьшить давление, которое оно оказывает.

Из формулы видно, что при неизменной силе ($\text{F}$) уменьшить давление ($\text{p}$) можно, увеличив площадь опоры ($\text{S}$). Широкие колеса, а также установка сдвоенных колес на задних осях, значительно увеличивают общую площадь контакта шин с дорогой. Увеличение площади опоры приводит к снижению давления на поверхность.

Ответ: У тяжелых грузовиков широкие колеса для того, чтобы увеличить площадь опоры и тем самым уменьшить давление на дорогу. Это предотвращает разрушение дорожного покрытия и не позволяет грузовику увязнуть на мягком грунте.

Что бы произошло, если бы колеса грузовика были узкими?

Если бы у тяжелого грузовика были узкие колеса, то площадь их контакта с дорогой ($\text{S}$) была бы очень маленькой. При той же большой силе тяжести ($\text{F}$) это привело бы к созданию чрезвычайно высокого давления ($\text{p}$) на поверхность.

Последствия такого высокого давления были бы крайне негативными:
1. Разрушение дорог. Грузовик продавливал бы асфальт, особенно в жаркую погоду, оставляя глубокие колеи и разрушая дорожное полотно.
2. Низкая проходимость. На любой мягкой поверхности, такой как грунт, песок или снег, грузовик бы мгновенно увяз, так как узкие колеса глубоко врезались бы в поверхность.
3. Ухудшение безопасности. Малая площадь контакта с дорогой означает плохое сцепление, что привело бы к увеличению тормозного пути и потере устойчивости, особенно в поворотах и на скользкой дороге.
4. Быстрый износ шин. Огромная нагрузка, сосредоточенная на малой площади, приводила бы к перегреву и очень быстрому разрушению покрышек.

Ответ: Если бы колеса грузовика были узкими, они создавали бы очень высокое давление, из-за чего грузовик разрушал бы дороги, вяз бы в мягком грунте, имел бы плохое сцепление с дорогой и его шины очень быстро изнашивались бы.