Номер 3, страница 22, часть 1 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава I. Физика и физические методы изучения природы. Параграф 3. Наблюдения и опыты. Научный метод - номер 3, страница 22.

Условие.

3. Какую гипотезу можно высказать, наблюдая за скольжением бруска по столу после толчка? Какие опыты нужно поставить, чтобы проверить эту гипотезу?

Решение.

Наблюдая за скольжением бруска по столу после толчка, можно увидеть, что его скорость постепенно уменьшается, и в итоге он останавливается. По первому закону Ньютона, тело изменяет свою скорость только под действием силы. Отсюда следует, что на движущийся брусок действует некоторая сила, которая направлена против движения и вызывает его замедление.

Какую гипотезу можно высказать

Можно выдвинуть гипотезу о том, что между поверхностью скользящего бруска и поверхностью стола возникает сила трения скольжения. Эта сила всегда направлена в сторону, противоположную направлению движения тела, и является причиной замедления бруска. Величина силы трения, как можно предположить, зависит от двух основных факторов:

1. От свойств и материалов соприкасающихся поверхностей (их гладкости, шероховатости).
2. От силы, с которой брусок прижимается к поверхности стола (силы нормальной реакции опоры).

Ответ: Гипотеза заключается в том, что причиной замедления и остановки бруска является сила трения скольжения, возникающая между бруском и столом. Величина этой силы зависит от рода соприкасающихся поверхностей и от силы, с которой брусок прижимается к столу.

Какие опыты нужно поставить, чтобы проверить эту гипотезу

Для проверки выдвинутой гипотезы необходимо провести серию экспериментов, которые позволят установить зависимость силы трения (или её проявления, например, тормозного пути) от предполагаемых факторов.

Опыт 1: Проверка зависимости силы трения от рода соприкасающихся поверхностей.

Для этого опыта понадобится брусок и несколько различных поверхностей, например, гладкая поверхность стола, лист стекла и лист наждачной бумаги. Необходимо придавать бруску одинаковую начальную скорость (например, толкая его с одинаковым усилием) на каждой из этих поверхностей и измерять расстояние, которое он проезжает до полной остановки. Если гипотеза верна, то тормозной путь будет разным: на стекле — самым длинным, а на наждачной бумаге — самым коротким. Это докажет, что сила трения зависит от материалов поверхностей.

Опыт 2: Проверка зависимости силы трения от силы нормального давления.

Для этого опыта используется один и тот же брусок и одна и та же поверхность. Сначала измеряется тормозной путь бруска после толчка. Затем опыт повторяется, но на брусок сверху помещается дополнительный груз (например, гиря). Это увеличит вес бруска и, следовательно, силу нормального давления $\text{N}$. Начальную скорость в обоих случаях следует придавать одинаковую. Если гипотеза верна, то брусок с грузом пройдет меньшее расстояние до остановки, так как возросшая сила нормального давления приведет к увеличению силы трения $F_{тр}$.

Ответ: Чтобы проверить гипотезу, нужно провести два вида опытов:
1. Сравнить тормозной путь бруска при движении по разным по своей природе поверхностям (например, дерево, стекло, наждачная бумага), придавая ему одинаковую начальную скорость.
2. Сравнить тормозной путь бруска на одной и той же поверхности, но с разной силой нормального давления (сначала без груза, а затем с грузом на бруске), также при одинаковой начальной скорости.