3 два деревянных кольца детских пирамидок №1 и №2, способных без трения скользить по оси, соединили с основаниями двумя одинаковыми легкими пружинками (см. рисунок). Пирамидку №2 поместили в прочный сосуд с водой, прикрепив ось пирамидки к его дну. Обе пирамидки покоятся относительно Земли. Как изменится по сравнению с этим случаем (увеличится, уменьшится или останется прежней) длина пружин пирамидок №1 и №2 во время свободного падения с балкона высокого дома? Сопротивлением воздуха пренебречь. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали.

Когда обе пирамидки находятся в состоянии свободного падения, они будут испытывать одинаковое ускорение, равное ускорению свободного падения \( g \). Важно понять, как это ускорение влияет на длину пружин, соединяющих кольца с основаниями. 1. **Состояние покоя**: В начальном состоянии пирамидки находятся в покое, и пружины вытянуты на определенную длину \( L_0 \) из-за силы тяжести, действующей на кольца. Это приводит к тому, что пружины находятся в растянутом состоянии, обеспечивая равновесие между силой тяжести и упругой силой пружин. 2. **Свободное падение**: Когда обе пирамидки начинают падать, их ускорение становится равным \( g \), и они будут действовать как система. В этом состоянии у нас нет силы, которая бы вытягивала пружины, поскольку вся система находится в состоянии свободного падения. Это означает, что кольца и основания будут "висеть" в воздухе, и на пружины не будет действовать ни сила тяжести, ни сила от их растяжения. 3. **Закон Гука**: Согласно закону Гука, сила, действующая на пружину, пропорциональна её деформации (или длине) в пределах упругих пределов: \( F = k \cdot x \), где \( k \) - коэффициент жесткости пружины, а \( x \) - изменение длины пружины. Так как в состоянии свободного падения пружины не испытывают никаких растягивающих или сжимающих сил, их длина не изменится. Следовательно, длина пружин в условиях свободного падения **уменьшится до минимальной длины**, когда на них не действуют внешние силы. В данном случае, длина пружин в состоянии свободного падения будет равна нулю по сравнению с начальными длинами \( L_0 \) (а именно, они упрутся в свои неопределенные состояния, минимизируя свою длину). Ответ: Длина пружин пирамидок №1 и №2 **уменьшится** до минимального значения во время свободного падения.