Задание №19 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Это качественная задача на понимание связи между силой давления, площадью поверхности и оказываемым давлением.

1. Физическое явление: Ощущение боли в пальцах вызвано давлением, которое верёвка оказывает на кожу. Согласно определению, давление $p$ прямо пропорционально силе давления $F$ и обратно пропорционально площади поверхности $S$, на которую действует эта сила: $p = \frac{F}{S}$.

2. Применение к условию: В данной ситуации силой давления $F$ является вес стопки книг. Эта сила остается неизменной независимо от того, подложена бумага или нет. Однако тонкая верёвка имеет очень малую площадь соприкосновения с пальцами. Из-за малой площади $S$ создаётся большое давление $p$, которое и вызывает сильную боль.

3. Влияние подложки: Если подложить под верёвку сложенный лист бумаги или плотную ткань, то этот слой распределит нагрузку от тонкой верёвки на бóльшую поверхность кожи пальцев. Таким образом, площадь соприкосновения $S$ значительно увеличится. При неизменной силе $F$ увеличение площади $S$ в знаменателе формулы $p = \frac{F}{S}$ приведёт к уменьшению давления $p$.

4. Вывод: Так как давление на кожу уменьшится, болевые ощущения в пальцах станут слабее.

Ответ: Да, боль уменьшится, так как при неизменной силе давления (весе книг) увеличится площадь опоры, что приведёт к уменьшению давления на пальцы.

Источник: ФИПИ