Номер 3, страница 109 - гдз по физике 7 класс учебник Исаченкова, Громыко

3. Почему к твердым телам не применим закон Паскаля?

3. Почему к твердым телам не применим закон Паскаля?

Решение

Закон Паскаля гласит, что давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку объема без изменений во всех направлениях. Этот закон является фундаментальным для гидростатики и аэростатики, но он не применим к твердым телам из-за принципиальных различий в их строении.

1. Строение жидкостей и газов. Ключевое свойство, которое лежит в основе закона Паскаля, — это текучесть. Молекулы в жидкостях и газах не имеют фиксированного положения и могут свободно перемещаться относительно друг друга. Благодаря этой подвижности, когда на часть жидкости или газа оказывается внешнее давление, его молекулы передают это воздействие соседним молекулам через столкновения. Этот процесс происходит хаотично и во все стороны, что и обеспечивает равномерное распределение давления по всему объему.

2. Строение твердых тел. В твердых телах, особенно кристаллических, атомы или молекулы занимают строго определенные положения в узлах кристаллической решетки. Они жестко связаны друг с другом и могут совершать лишь небольшие колебательные движения около своих положений равновесия. У них отсутствует подвижность, характерная для частиц жидкостей и газов.

3. Передача силы в твердом теле. Из-за жесткой структуры, когда на твердое тело действует внешняя сила (например, вы давите на него пальцем), это воздействие передается не во все стороны одинаково, а преимущественно в направлении действия силы. Вместо равномерного давления, как в жидкости, в твердом теле возникает механическое напряжение, которое является направленной величиной. Сила передается от одних частиц к другим вдоль линий межатомных связей. Давление, которое определяется как $p = F/S$, передается в основном перпендикулярно площадке $S$, на которую действует сила $F$. В боковых направлениях давление будет значительно меньше или вообще отсутствовать.

Таким образом, основная причина неприменимости закона Паскаля к твердым телам кроется в отсутствии у них текучести, то есть способности частиц свободно перемещаться и передавать давление равномерно во всех направлениях.

Ответ: Закон Паскаля не применим к твердым телам, поскольку они, в отличие от жидкостей и газов, не обладают текучестью. Частицы в твердых телах жестко зафиксированы в кристаллической решетке и не могут свободно перемещаться, чтобы передавать давление одинаково во всех направлениях. Твердые тела передают силу (и создаваемое ею напряжение) преимущественно в направлении ее действия.