Question

Человек, однако, давит на песок с большей силой, чем собака. Почему же они оба погружаются в песок на одинаковую глубину?

Answer 1

Давление, оказываемое человеком и собакой на грунт:

             P = F/S = mg/S

Масса человека больше массы собаки и сила давления F также больше. Однако, глубина погружения в песок зависит еще и от площади S, на которую распределяется сила давления.

Собака с ее четырьмя лапами имеет площадь опоры (судя по одинаковой глубине погружения в песок) во столько же раз меньшую, во сколько раз ее масса меньше массы человека.

В результате давление, которое оказывают на песок человек и собака, оказывается одинаковым.  

Answer 2

Объяснение этому явлению связано с физическими законами искусства силы и давления. Когда человек и собака ступают на песок, они оказывают давление на песок поверхности, которую они касаются. Это давление зависит от силы, с которой они действуют на эту поверхность.

Однако, даже если человек и собака применяют разную силу при нажатии на песок, это не означает, что они погружаются на разную глубину. Почему? Потому что песок ведет себя как неупругая среда, и когда на него действует давление, он начинает компактно уплотняться внизу.

Поскольку песок уплотняется и сжимается в ответ на давление, он создает поддерживающую реакцию, которая компенсирует давление, создаваемое человеком или собакой. То есть, чем сильнее мы давим на песок, тем сильнее песок давит на нас в ответ. Это делает погружение на одинаковую глубину для человека и собаки.

Итак, хотя сила, с которой человек и собака давят на песок, может быть разной, песок реагирует на это, чтобы обеспечить одинаковую глубину погружения для обоих.