Номер 3, страница 347 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Лабораторные работы. 2. Изучение движения тела, брошенного горизонтально - номер 3, страница 347.

Условие.

3. Поместите в жёлоб шарик так, чтобы он касался зажима, и отпустите шарик без толчка. Заметьте (примерно) место на столе, куда попадёт шарик, скатившись с жёлоба и пролетев по воздуху. На отмеченное место положите лист бумаги, а на него — лист копировальной бумаги «рабочей» стороной вниз. Придавите эти листы книгой, чтобы они не сдвигались при проведении опытов.

Решение.

В представленном отрывке текста изложен пункт №3 инструкции к лабораторной работе по физике. В нём нет вопроса или задачи, требующей численного решения. Вместо этого, он содержит пошаговое руководство по подготовке к эксперименту. Ниже представлено развёрнутое объяснение каждого шага и его физического смысла.

Действия, описанные в инструкции, направлены на подготовку к измерению дальности полета шарика, скатывающегося с наклонного жёлоба. Цель такого эксперимента, как правило, — изучение законов движения тела, брошенного горизонтально, или проверка законов сохранения импульса и энергии при столкновениях.

1. "Поместите в жёлоб шарик так, чтобы он касался зажима, и отпустите шарик без толчка."

Это действие необходимо для обеспечения постоянства начальных условий эксперимента. Помещая шарик каждый раз в одно и то же место (до касания с зажимом), мы добиваемся того, что он начинает движение с одной и той же высоты $\text{h}$ относительно конца жёлоба. Отсутствие начального толчка означает, что начальная скорость шарика равна нулю. Согласно закону сохранения механической энергии, потенциальная энергия шарика в начальной точке ($E_p = mgh$) переходит в кинетическую энергию в конце жёлоба ($E_k = \frac{1}{2}mv^2$). Поскольку высота $\text{h}$ постоянна, то и скорость $\text{v}$, с которой шарик покидает жёлоб, будет одинаковой при каждом скатывании. Это обеспечивает воспроизводимость результатов.

2. "Заметьте (примерно) место на столе, куда попадёт шарик, скатившись с жёлоба и пролетев по воздуху."

Этот шаг является предварительным ("пристрелочным"). Его цель — определить примерную область на столе, куда будет приземляться шарик. Движение шарика после вылета с жёлоба представляет собой движение тела, брошенного горизонтально. Его можно рассматривать как совокупность двух независимых движений: равномерного по горизонтали со скоростью $v_x=v$ и равноускоренного по вертикали (свободного падения). Время полёта $\text{t}$ зависит только от высоты стола $\text{H}$ и ускорения свободного падения $\text{g}$: $H = \frac{gt^2}{2}$, откуда $t = \sqrt{\frac{2H}{g}}$. Дальность полета $\text{L}$ определяется как $L = v_x \cdot t$. Проведение пробного пуска позволяет эффективно разместить оборудование для точной регистрации результатов.

3. "На отмеченное место положите лист бумаги, а на него — лист копировальной бумаги «рабочей» стороной вниз."

Здесь описывается метод для точной фиксации точки падения шарика. При ударе шарика о стопку листов он через копировальную бумагу оставляет чёткий отпечаток на нижнем, белом листе. Этот способ позволяет определить координаты точки падения с гораздо большей точностью, чем при визуальном наблюдении, что является ключевым для получения достоверных данных о дальности полета $\text{L}$.

4. "Придавите эти листы книгой, чтобы они не сдвигались при проведении опытов."

Фиксация листов бумаги необходима для того, чтобы система отсчёта, в которой производятся измерения, оставалась неподвижной на протяжении всей серии опытов. Если бумага сместится, это приведёт к систематической ошибке в измерениях и исказит конечный результат. Книга или другой груз обеспечивают неподвижность "мишени".

Таким образом, данный пункт инструкции подробно описывает, как методически грамотно подготовить установку для проведения точных измерений в ходе физического эксперимента.

Ответ: Данный пункт инструкции описывает процедуру подготовки к эксперименту по изучению движения тела, брошенного горизонтально. Цель описанных действий — обеспечить постоянство начальных условий (скорости вылета шарика), чтобы она была одинаковой в каждом опыте, и организовать точную и надёжную регистрацию места падения шарика для последующего измерения дальности его полета.