Вариант 4, страница 20 - гдз по физике 10 класс самостоятельные и контрольные работы Ерюткин, Ерюткина

Механика. Динамика. Самостоятельная работа № 1. Первый закон Ньютона - страница 20.

Условие.

Вариант 4

1. Является ли инерциальной система отсчёта, связанная с ускоренно движущимся лифтом?

2. Почему при встряхивании медицинского термометра столбик ртути опускается?

Решение.

1. Инерциальной системой отсчёта (ИСО) называется система, относительно которой тело, на которое не действуют силы (или действие сил скомпенсировано), движется равномерно и прямолинейно или покоится. Согласно первому закону Ньютона, это свойство является фундаментальным. Любая система отсчёта, которая движется с ускорением относительно инерциальной системы, является неинерциальной.
Лифт, движущийся с ускорением ($ \vec{a} \neq 0 $), является примером неинерциальной системы отсчёта, поскольку он ускоряется относительно Земли (которую с достаточной точностью можно считать ИСО). Внутри такого лифта первый закон Ньютона в его обычной форме не выполняется. Например, на тело, свободно лежащее на полу, помимо силы тяжести и силы реакции опоры, действует сила инерции, направленная противоположно ускорению лифта.

Ответ: Нет, система отсчёта, связанная с ускоренно движущимся лифтом, не является инерциальной.

2. В конструкции медицинского ртутного термометра предусмотрено очень узкое место (сужение) в капилляре сразу после резервуара с ртутью. Когда температура тела повышается, ртуть расширяется и проходит через это сужение вверх по капилляру. При охлаждении силы поверхностного натяжения не позволяют столбику ртути самостоятельно вернуться в резервуар, что позволяет зафиксировать максимальное значение температуры.
Чтобы "сбить" показания, термометр резко встряхивают. При резком движении термометра вниз и его последующей быстрой остановке, ртуть в столбике, в силу своей инерции, продолжает двигаться вниз. Возникающей при этом силы инерции оказывается достаточно, чтобы преодолеть сопротивление в сужении и вернуть ртуть обратно в основной резервуар. Это проявление первого закона Ньютона (закона инерции).

Ответ: При встряхивании термометра столбик ртути, благодаря явлению инерции, продолжает движение после остановки корпуса термометра, что создает достаточное давление для его прохождения через узкое сужение капилляра обратно в резервуар.