Номер 3, страница 180 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

3. Броуновская частица переместилась за промежуток времени $\Delta t$ на расстояние $\Delta s$. В этот промежуток времени она

1) двигалась прямолинейно с постоянной скоростью $\frac{\Delta s}{\Delta t}$

2) двигалась прямолинейно с постоянным ускорением $\frac{2\Delta s}{\Delta t^2}$

3) гармонически колебалась с амплитудой $\Delta s$ и периодом $\Delta t$

4) двигалась так, что закономерностей в форме её траектории обнаружить не удалось

Решение:

Броуновское движение — это беспорядочное (хаотическое) движение микроскопических частиц, взвешенных в жидкости или газе. Это движение происходит из-за постоянных и случайных толчков со стороны молекул окружающей среды. В результате этих столкновений, результирующая сила, действующая на частицу, непрерывно и непредсказуемо изменяется по величине и направлению. Это приводит к тому, что траектория броуновской частицы представляет собой очень сложную, изломанную линию.

Рассмотрим предложенные варианты описания движения частицы за промежуток времени $\Delta t$:

1) двигалась прямолинейно с постоянной скоростью $\frac{\Delta s}{\Delta t}$

Этот вариант неверен. Броуновское движение по своей природе не является ни прямолинейным, ни равномерным. Скорость частицы постоянно меняется из-за случайных ударов молекул. Величина $\frac{\Delta s}{\Delta t}$ — это средняя путевая скорость, но она не характеризует мгновенную скорость, которая не постоянна.

2) двигалась прямолинейно с постоянным ускорением $\frac{2\Delta s}{\Delta t^2}$

Этот вариант также неверен. Постоянное ускорение предполагает действие постоянной силы. На броуновскую частицу действует случайная, флуктуирующая сила, поэтому её ускорение постоянно и хаотически меняется.

3) гармонически колебалась с амплитудой $\Delta s$ и периодом $\Delta t$

Этот вариант неверен. Гармонические колебания — это строго периодическое движение. Броуновское движение, напротив, является апериодическим и случайным процессом. В нём отсутствует какая-либо повторяемость или предсказуемость.

4) двигалась так, что закономерностей в форме её траектории обнаружить не удалось

Это утверждение точно описывает суть броуновского движения. Его ключевой особенностью является полная случайность и непредсказуемость. Траектория частицы настолько сложна и хаотична, что её невозможно описать какой-либо простой математической закономерностью. Статистические закономерности существуют (например, зависимость среднего квадрата смещения от времени), но форма конкретной траектории случайна.

Ответ: 4.