Номер 3, страница 73 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

3. На нитку подвесьте металлическую гайку. Снизу к гайке при-вяжите ещё одну такую же нить. Что будет:

а) если медленно тянуть за нижнюю нить;

б) если резко дёрнуть за нижнюю нить?

а) При медленном натяжении нижней нити на систему действуют две силы: сила тяжести гайки $F_{тяж}$ и приложенная внешняя сила $F_{прил}$. Сила натяжения верхней нити $T_{верх}$ будет равна сумме этих сил, так как она удерживает и гайку, и противодействует силе, приложенной снизу: $T_{верх} = F_{тяж} + F_{прил}$. Сила натяжения нижней нити $T_{низ}$ будет равна только приложенной силе: $T_{низ} = F_{прил}$. Поскольку вес гайки $F_{тяж}$ всегда больше нуля, сила натяжения верхней нити всегда будет больше силы натяжения нижней нити ($T_{верх} > T_{низ}$). Так как обе нити одинаковы и имеют один и тот же предел прочности, при постепенном увеличении силы $F_{прил}$ первой достигнет своего предела прочности и порвется верхняя нить.

Ответ: Порвется верхняя нить.

б) При резком рывке за нижнюю нить проявляется свойство инертности тел. Гайка обладает массой и, следовательно, инерцией — она стремится сохранить свое состояние покоя. Когда к нижней нити прикладывается резкая, кратковременная, но большая по величине сила, гайка из-за своей инерции не успевает сдвинуться с места и передать эту силу на верхнюю нить. В результате почти вся сила рывка действует только на нижнюю нить, вызывая в ней огромное напряжение, которое превышает предел прочности. Натяжение же верхней нити за короткое время рывка практически не успевает измениться и остается равным весу гайки. Таким образом, нижняя нить рвется, а гайка остается висеть на верхней нити.

Ответ: Порвется нижняя нить.