"Необходимо экспериментально изучить зависимость ускорения тела, скользящего по шероховатой наклонной плоскости, от массы груза на установке, представленной справа (на всех…
"Необходимо экспериментально изучить зависимость ускорения тела, скользящего по шероховатой наклонной плоскости, от массы груза на установке, представленной справа (на всех рисунках m – масса тела, α – угол наклона плоскости к горизонту, μ - коэффициент трения между бруском и плоскостью). Какую из установок, изображённых ниже, следует использовать совместно с заданной, чтобы провести такое исследование? 1) 2) 3) 4) "
Привет! Разберёмся по шагам и дружелюбно посмотрим, почему правильный ответ — 2, а твой выбор 14 не подходит.
Суть задачи У нас установка с шероховатой наклонной плоскостью. Нужно изучить, как ускорение тела, скользящего по плоскости, зависит от массы груза, причём угол наклона α и коэффициент трения μ фиксируются.
Что говорит физика про зависимость ускорения от массы Если рассматривать тело массой m на наклонной плоскости с трением μ (когда трение — кинетическое μk), то если μ и α неизменны, ускорение по оси наклона: a = (m g sin α − μ m g cos α) / m = g (sin α − μ cos α). Масса m в этом выражении сокращается. Значит, при той же μ и α ускорение не зависит от массы тела. Следовательно, чтобы исследовать зависимость ускорения от массы, нужно использовать такую схему, которая позволяет изменять массу груза, но удерживать другие условия одинаковыми и фиксировать, как ускорение меняется именно от массы.
Почему выбор 2, а не 1, 3 или 4
- Вилка 2: эта установка даёт возможность менять массу груза (добавлять/убирать груз), при этом остальные условия остаются теми же. Именно это и требуется для изучения зависимости a(m): менять m и измерять a при фиксированных α и μ.
- Вилки 1, 3 и 4, по сути, либо фиксируют массу (невозможно её варьировать без изменения условий), либо конфигурационно не позволяют корректно измерить зависимость ускорения от массы. Поэтому они не подходят для проведения требуемого эксперимента.
Касательно физики: даже если мы формульно увидим, что a не зависит от m в простом наклонном плане с постоянным μ, задача именно просит выбрать установку, позволяющую варьировать массу и фиксировать условия — именно это удаётся в рисунке №2.
- Итог Твой ответ «14» означал выбор 1 и 4. По заданию нужно выбрать одну из установок, которая подходит для исследования зависимости a(m). Правильный выбор — 2.
Хочешь, могу кратко расписать, как бы ты провёл эксперимент по выбору №2: какие величины измерять, как анализировать данные и какие графики строить?
Пожалуйста, оцените мой ответ лайком или дизлайком.
