Номер 1, страница 58, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

1. Два мальчика растягивают динамометр. Каждый прилагает силу 10 Н. Каковы показания динамометров?

1. Дано:

Сила, которую прилагает первый мальчик, $F_1 = 10$ Н.

Сила, которую прилагает второй мальчик, $F_2 = 10$ Н.

Силы приложены к разным концам динамометра и направлены в противоположные стороны. Все данные уже представлены в системе СИ.

Найти:

Показания динамометра $\text{P}$.

Решение:

Динамометр — это прибор для измерения модуля силы. Его показания соответствуют силе упругости (силе натяжения), возникающей в его пружине при деформации.

В данном случае динамометр находится в состоянии равновесия под действием двух сил, приложенных к его концам. Первый мальчик тянет в одну сторону с силой $F_1 = 10$ Н, а второй — в противоположную сторону с силой $F_2 = 10$ Н. Пружина динамометра растягивается, и в ней возникает сила упругости, которая уравновешивает внешние силы. Величина этой силы упругости (силы натяжения) одинакова по всей длине пружины и равна по модулю каждой из приложенных сил, то есть 10 Н.

Шкала динамометра проградуирована таким образом, чтобы показывать именно эту силу натяжения. Распространенной ошибкой является предположение, что показания будут равны сумме сил ($10 + 10 = 20$ Н). Однако динамометр всегда измеряет силу, действующую на один его конец, при условии, что другой конец испытывает такое же по величине, но противоположное по направлению силовое воздействие (со стороны опоры или другого тела).

Эту ситуацию можно сравнить с той, когда один конец динамометра закреплен на стене, а за другой конец тянут с силой 10 Н. Согласно третьему закону Ньютона, стена будет действовать на динамометр с силой реакции, равной 10 Н. При этом динамометр покажет 10 Н. В нашей задаче второй мальчик выполняет роль этой стены, создавая противодействующую силу.

Следовательно, показания динамометра будут равны модулю силы, приложенной к любому из его концов.

$P = F_1 = F_2 = 10$ Н.

Ответ: Показания динамометра будут равны 10 Н.