Творите, страница 106, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

Творите

Предложите способ определения центра тяжести тонкой пластинки неправильной формы.

Для определения центра тяжести тонкой пластинки неправильной формы используется экспериментальный метод, называемый методом подвешивания. Он основан на физическом принципе: при свободном подвешивании тела в состоянии равновесия его центр тяжести всегда располагается на вертикальной прямой, проходящей через точку подвеса. Если бы центр тяжести находился не на этой вертикали, то сила тяжести создавала бы вращающий момент, который приводил бы тело в движение до тех пор, пока центр тяжести не займет самое низкое возможное положение, то есть окажется на вертикали под точкой опоры.

Для проведения эксперимента потребуются: сама пластинка, инструмент для проделывания отверстий (шило или гвоздь), штатив с точкой для подвеса (или просто гвоздь в стене), отвес (нитка с небольшим грузом) и карандаш или маркер.

Решение

1. В произвольном месте у края пластинки проделайте небольшое отверстие (назовем его точкой А).

2. Подвесьте пластинку за это отверстие на гвоздь так, чтобы она могла свободно качаться в вертикальной плоскости.

3. Дождитесь, когда колебания прекратятся и пластинка займет устойчивое положение равновесия.

4. Подвесьте на тот же гвоздь отвес. Нитка отвеса задаст строго вертикальное направление.

5. Проведите на поверхности пластинки тонкую линию вдоль нити отвеса. Центр тяжести пластинки гарантированно находится где-то на этой линии.

6. Снимите пластинку и проделайте второе отверстие (точка В) в другой ее части, на некотором удалении от первого. Чем дальше друг от друга будут точки подвеса, тем точнее будет результат.

7. Повторите шаги 2–5, но уже для новой точки подвеса В. В результате на пластинке будет проведена вторая линия.

8. Точка пересечения двух проведенных линий и есть искомый центр тяжести пластинки.

Для проверки можно проделать третье отверстие в другой точке и убедиться, что третья линия, полученная тем же способом, также пройдет через найденную точку пересечения. Другой способ проверки: если установить пластинку найденным центром тяжести на острие иглы, она будет находиться в состоянии безразличного равновесия (не будет падать).

Ответ: Необходимо последовательно подвесить пластинку за две разные точки у её края. Каждый раз, когда пластинка приходит в равновесие, нужно отмечать на ней вертикальную линию, проходящую через точку подвеса (направление этой линии определяется с помощью отвеса). Точка пересечения этих двух линий и будет являться центром тяжести пластинки.