Номер 242, страница 67 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

242. Решение

Для ответа на этот вопрос необходимо вспомнить формулу давления твердых тел:

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

где $\text{p}$ — давление, $\text{F}$ — сила, с которой тело давит на поверхность (в данном случае это вес поезда), а $\text{S}$ — площадь поверхности, на которую эта сила действует.

Вес поезда ($\text{F}$) очень велик. Если бы тонкие рельсы лежали непосредственно на земле, площадь опоры ($\text{S}$) была бы маленькой. Из формулы видно, что при маленьком знаменателе $\text{S}$ значение дроби $\text{p}$ (давление) становится очень большим. Огромное давление привело бы к тому, что рельсы просто вдавились бы в грунт, и путь был бы разрушен.

Шпалы используют для того, чтобы значительно увеличить площадь опоры $\text{S}$. Рельсы давят на шпалы, а шпалы своей широкой поверхностью давят на землю. Так как площадь шпал во много раз больше площади подошвы рельсов, давление $\text{p}$ на грунт многократно уменьшается. Это позволяет грунту выдерживать вес тяжелого состава без деформации.

Ответ: рельсы крепятся на широких шпалах для увеличения площади опоры ($\text{S}$). Согласно формуле $ p = \frac{F}{S} $, увеличение площади приводит к уменьшению давления ($\text{p}$) поезда на грунт, что предотвращает уход рельсов в землю.