Номер 1, страница 169 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Параграф 2.4. Сила. Глава 2. Законы механики Ньютона. Динамика - номер 1, страница 169.

Условие.

? 1. На каком принципе основана процедура измерения силы? Отличается ли она от процедуры измерения других физических величин?

Решение.

На каком принципе основана процедура измерения силы?

Процедура измерения силы основана на наблюдении за действием, которое эта сила производит на тела. Как правило, измерение силы является косвенным, то есть измеряется не сама сила, а вызванный ею эффект, который можно измерить. Существует несколько основных принципов:

1. Принцип упругой деформации (на основе закона Гука). Это наиболее распространенный принцип, используемый в пружинных динамометрах. Согласно закону Гука, сила упругости $F_{упр}$, возникающая в теле при его деформации (растяжении или сжатии), прямо пропорциональна величине этой деформации $x$: $F_{упр} = kx$, где $k$ – коэффициент жесткости. При измерении приложенная сила уравновешивается силой упругости пружины. Измерив величину растяжения пружины $x$ по откалиброванной шкале, можно определить значение приложенной силы.

2. Принцип, основанный на втором законе Ньютона. Согласно второму закону Ньютона, равнодействующая сила $F$, приложенная к телу, равна произведению массы тела $m$ на сообщаемое этой силой ускорение $a$: $F = ma$. Если известна масса тела и можно измерить его ускорение, то можно рассчитать силу. Этот метод применяется для измерения сил в динамике.

3. Принцип компенсации (сравнения). Измеряемую силу можно сравнить с другой, заранее известной силой (например, с силой тяжести эталонного груза). Этот принцип используется в рычажных весах, где сила тяжести измеряемого объекта уравновешивается силой тяжести эталонных гирь.

Ответ: Процедура измерения силы основана на её действии на другие тела, чаще всего — на вызываемой ею упругой деформации (закон Гука) или на сообщении телу известной массы определённого ускорения (второй закон Ньютона).

Отличается ли она от процедуры измерения других физических величин?

С одной стороны, общая идея измерения — сравнение измеряемой величины с эталоном — едина для всех физических величин, поэтому в этом смысле процедура не отличается. Однако методы этого сравнения могут быть разными.

Процедура измерения силы отличается по своему методу от процедур измерения некоторых других величин. Главное отличие заключается в том, что измерение силы, как правило, является косвенным. Мы не измеряем саму силу напрямую, а судим о ней по её проявлению (деформация, ускорение).

• Это отличает измерение силы от прямых измерений, таких как измерение длины с помощью линейки, где измеряемый объект непосредственно сопоставляется со шкалой, являющейся эталоном длины.
• В то же время, процедура измерения силы схожа с процедурами косвенного измерения многих других величин. Например, температура измеряется по изменению объёма жидкости в термометре или по изменению электрического сопротивления; электрический ток — по его магнитному или тепловому действию. Во всех этих случаях измеряется не сама величина, а связанный с ней и легко измеримый эффект.

Таким образом, процедура измерения силы занимает определённое место среди методов физических измерений, отличаясь от прямых и будучи схожей с другими косвенными измерениями.

Ответ: Да, отличается. Измерение силы, как правило, является косвенным (измеряется эффект, производимый силой), в отличие от прямых измерений, таких как измерение длины, где объект непосредственно сравнивается с эталоном. Однако эта процедура схожа с другими косвенными измерениями, например, измерением температуры или электрического тока.