Номер 4, страница 15, часть 2 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 3. Силы в механике. Параграф 38. Динамометр - номер 4, страница 15.

Условие.

4*. Можно ли взвесить тело массой 5 кг, имея в своём распоряжении два одинаковых динамометра, каждый из которых рассчитан на измерение силы, не превышающей 30 Н?

Да ☐ Нет ☐

Объясните свой ответ.

Решение.

Да

Объясните свой ответ.

Дано:

Масса тела, $m = 5$ кг
Предельная сила измерения каждого динамометра, $F_{max} = 30$ Н
Ускорение свободного падения, $g \approx 9.8$ Н/кг

Найти:

Возможно ли взвесить тело.

Решение:

1. Сначала найдем вес тела $\text{P}$ (силу тяжести), действующий на тело массой 5 кг. Вес вычисляется по формуле:
$P = m \cdot g$
Подставим значения:
$P = 5 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{Н/кг} = 49 \, \text{Н}$

2. Вес тела равен $49$ Н. Это значение превышает предел измерения одного динамометра ($30$ Н). Следовательно, одним динамометром взвесить это тело невозможно.

3. Однако можно использовать два динамометра, соединив их параллельно. Для этого нужно подвесить тело к центру легкого стержня, а концы стержня, в свою очередь, подвесить к двум динамометрам. В этом случае вес тела распределится равномерно между двумя приборами.

4. Сила, действующая на каждый динамометр ($F_{1}$), будет равна половине общего веса:
$F_{1} = \frac{P}{2} = \frac{49 \, \text{Н}}{2} = 24.5 \, \text{Н}$

5. Полученное значение силы $24.5$ Н меньше, чем максимальная сила измерения динамометра ($30$ Н).
$24.5 \, \text{Н} < 30 \, \text{Н}$
Таким образом, каждый динамометр покажет $24.5$ Н, и ни один из них не будет перегружен. Чтобы узнать общий вес тела, нужно будет сложить показания двух динамометров: $24.5 \, \text{Н} + 24.5 \, \text{Н} = 49 \, \text{Н}$.

Ответ: Да, можно. Для этого необходимо подвесить тело на два динамометра, соединенные параллельно. В этом случае нагрузка распределится между ними, и на каждый будет приходиться сила в $24.5$ Н, что не превышает их предел измерения в $30$ Н.