Номер 19.2, страница 30 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Ханнанова, Ханнанов

Масса и плотность - номер 19.2, страница 30.

Условие.

Задание 19.2. Домашний эксперимент.

Положите на стол лист бумаги, а сверху поставьте пластиковую бутылку с водой, закрытую крышкой. Быстро выдерните лист из-под бутылки. Опишите свои наблюдения. Объясните наблюдаемое явление.

Решение.

Решение

Описание наблюдений

Если быстро и резко выдернуть лист бумаги из-под пластиковой бутылки с водой, то бутылка останется стоять на столе. Она может лишь незначительно качнуться или сдвинуться, но не упадет и не переместится вместе с листом.

Ответ: Бутылка остается на месте.

Объяснение наблюдаемого явления

Наблюдаемое явление объясняется физическим понятием инерции. Инерция — это свойство тел сохранять свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. Чем больше масса тела, тем больше его инертность, то есть тем сложнее изменить его скорость.

Бутылка с водой обладает значительной массой и, следовательно, большой инертностью. Когда мы выдергиваем лист, между ним и дном бутылки возникает сила трения, которая пытается увлечь бутылку за собой. Однако, если выдернуть лист очень быстро, время действия этой силы ($ \Delta t $) оказывается очень малым.

Согласно второму закону Ньютона, изменение импульса тела ($ \Delta p $) равно импульсу действующей на него силы ($ F \cdot \Delta t $):

$ \Delta p = F_{тр} \cdot \Delta t $

Изменение импульса также равно произведению массы тела ($\text{m}$) на изменение его скорости ($ \Delta v $):

$ \Delta p = m \cdot \Delta v $

Приравнивая выражения, получаем: $ m \cdot \Delta v = F_{тр} \cdot \Delta t $. Отсюда изменение скорости бутылки равно:

$ \Delta v = \frac{F_{тр} \cdot \Delta t}{m} $

Поскольку время взаимодействия $ \Delta t $ очень мало, а масса бутылки $\text{m}$ велика, изменение скорости $ \Delta v $ оказывается незначительным. Бутылка не успевает набрать заметную скорость и, благодаря своей инертности, сохраняет состояние покоя.

Если же тянуть лист медленно, то сила трения будет действовать достаточно долго, чтобы сообщить бутылке скорость, равную скорости листа, и бутылка будет двигаться вместе с ним.

Ответ: Явление объясняется инерцией. Бутылка с водой обладает большой массой и стремится сохранить свое состояние покоя. При резком выдергивании листа бумаги сила трения действует на бутылку очень короткое время и не успевает сообщить ей значительную скорость, поэтому бутылка остается на месте.