Номер 9, страница 47 - гдз по физике 7 класс тесты Чеботарева

Глава 2. Взаимодействие тел (часть 2). Динамометр. Сложение двух сил, направленных по одной прямой - номер 9, страница 47.

Решение.

Дано:

Для динамометра № 1:

Сила, действующая вверх: $F = 200$ H

Сила (вес), действующая вниз: $P = 400$ H

Показание динамометра № 1: $F_{пок1} = 200$ H

Для динамометра № 2:

Масса № 1: $m_1 = 12$ кг

Масса № 2: $m_2 = 18$ кг

Показание динамометра № 2: $F_{пок2} = 300$ H

Ускорение свободного падения: $g \approx 10$ Н/кг

Все величины уже представлены в единицах СИ.

Найти:

Определить, правильны ли показания динамометров № 1 и № 2.

Решение:

Проанализируем показания каждого динамометра отдельно.

Динамометр № 1

Динамометр измеряет силу упругости, возникающую в его пружине, и показывает ее модуль. Для того чтобы динамометр давал стабильные показания, он должен находиться в равновесии, то есть сумма сил, действующих на него, должна быть равна нулю. Это означает, что силы, приложенные к его концам, должны быть равны по модулю и противоположны по направлению.

В случае с динамометром № 1, к его верхнему крюку приложена направленная вверх сила $F = 200$ H, а к нижнему — направленная вниз сила $P = 400$ H.

Поскольку модули сил не равны ($200 \text{ H} \neq 400 \text{ H}$), динамометр не находится в равновесии. На него действует ненулевая результирующая сила $F_{рез} = P - F = 400 \text{ H} - 200 \text{ H} = 200$ H, направленная вниз. В таких условиях динамометр будет двигаться с ускорением, и его показания не могут быть статичными. Таким образом, изображенная ситуация физически некорректна для статического измерения. Показание 200 H было бы верным, если бы обе силы были равны 200 H. Показание 400 H было бы верным, если бы обе силы были равны 400 H. Следовательно, показания динамометра № 1 являются неправильными.

Динамометр № 2

Динамометр № 2 показывает силу 300 H. На схеме указаны две массы: $m_1 = 12$ кг и $m_2 = 18$ кг. Наиболее разумной интерпретацией данной схемы является то, что динамометр измеряет суммарный вес этих двух грузов (например, оба груза подвешены к нижнему крюку).

Найдем суммарную массу грузов:

$M = m_1 + m_2 = 12 \text{ кг} + 18 \text{ кг} = 30$ кг.

Теперь вычислим вес, соответствующий этой массе. В школьном курсе физики для удобства расчетов ускорение свободного падения $\text{g}$ часто принимают равным 10 Н/кг.

$P_{общ} = M \cdot g = 30 \text{ кг} \cdot 10 \text{ Н/кг} = 300$ H.

Рассчитанное значение силы (300 H) в точности совпадает с показанием на шкале динамометра № 2. Следовательно, показания динамометра № 2 являются правильными.

Таким образом, показания динамометра № 1 неправильны, а динамометра № 2 — правильны. Это соответствует варианту ответа под номером 4.

Ответ: 4) У № 1 неправильны, у № 2 — правильны.