Школьник изучает свободные колебания нитяного маятника. В его распоряжении имеется пять маятников, характеристики которых указаны в таблице. Какие два маятника необходимо взять школьнику для того, чтобы на опыте выяснить, зависит ли период свободных колебаний маятника от массы шарика? Шарики сплошные.
№ маятника
Длина маятника
Объём шарика,3
Материал, из которого сделан шарик
1
2,0 м
8
алюминий
2
0,5 м
5
алюминий
3
1,0 м
5
сталь
4
1,5 м
8
алюминий
5
1,0 м
5
алюминий
Привет! Давай разберемся с задачей по шагам.
Что нужно выбрать
- Чтобы выяснить, зависит ли период свободных колебаний от массы шара, нужно, чтобы длина нити и геометрия шара были одинаковыми, а масса различалась.
- Масса шара m = ρ V, где V — объём шара, ρ — плотность материала. Значит подойдут пары, у которых lengte (длина нити) одинаковая и объём шарика одинаковый, но плотности материалов различаются.
Какая пара верная
- В таблице есть пара 3 и 5:
- Длина маятника: оба 1,0 м
- Объём шарика: оба 5 см³
- Материалы: 3 — сталь (ρ крупнее алюминия), 5 — алюминий (ρ меньше)
- Значит массы шариков различаются, остальные параметры совпадают — идеальная пара для проверки зависимости периода от массы.
Почему твоя пара "14" неправильная
- Пара 1 и 4 не подходит для сравнения массы, потому что:
- Оба шара алюминиевые, значит ρ одинаковое, и при одинаковом объёме масса m = ρV будет одинаковой. Разницы в массе нет, так что эксперимент не даст различий по массе.
- Также у 1 и 4 разная длина нити (2,0 м и 1,5 м), что добавляет confounding фактор длины, и нельзя чисто сравнить влияние массы.
Как пояснить правильно выбор
- Чтобы изолированно проверить зависимость периода от массы, держим:
- одинаковую длину нити (l)
- одинаковый объём шара (V)
- меняем материал на такой, чтобы плотность ρ была другой (массa m = ρV меняется)
- В нашем списке пары 3 и 5 удовлетворяют этим условиям: одинаковая длина 1,0 м и одинаковый объём 5 см³, но разные материалы (сталь против алюминия) — масса отличается.
Коротко о решении по сути
- Период идеального нитяного маятника зависит от длины: T ≈ 2π sqrt(l/g) и не зависит от массы. Чтобы проверить зависимость от массы, нужно взять два маятника с той же длиной, тем же объёмом шара, но разной массой. Пара 3 и 5 даёт именно это.
Итого: правильный ответ — 3 и 5 (числа "35" в виде пары). Твой ответ "14" не подходит по условиям задачи.
Пожалуйста, оцени мой ответ лайком или дизлайком.
