Номер 1, страница 12 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Первоначальные сведения о строении вещества. Самостоятельные работы. СР-9. Броуновское движение. Вариант 2 - номер 1, страница 12.

Условие.

1. Почему броуновское движение особенно заметно у наиболее мелких взвешенных частичек, а у более крупных оно происходит менее интенсивно?

Решение.

1. Почему броуновское движение особенно заметно у наиболее мелких взвешенных частичек, а у более крупных оно происходит менее интенсивно?

Броуновское движение — это хаотическое перемещение взвешенных в жидкости или газе частиц, которое происходит из-за постоянных и беспорядочных ударов молекул окружающей среды. Интенсивность этого движения зависит от размера и массы частицы по двум основным причинам: статистической несбалансированности ударов молекул и инертности самой частицы.

Для мелкой частицы, обладающей малым размером и массой, удары окружающих молекул не уравновешивают друг друга. В любой момент времени число и сила ударов с одной стороны могут случайно оказаться больше, чем с другой. Это создает кратковременную, но ощутимую результирующую силу, которая сдвигает частицу. Поскольку масса частицы мала, ее инерция невелика, и даже небольшая сила вызывает заметное ускорение и смещение (согласно второму закону Ньютона, $a = F/m$). Направление этой силы постоянно и случайным образом меняется, что приводит к видимой зигзагообразной траектории движения.

Для крупной частицы ситуация иная. Из-за ее больших размеров она одновременно сталкивается с огромным количеством молекул. Согласно закону больших чисел, эти многочисленные случайные удары со всех сторон статистически усредняются и практически полностью компенсируют друг друга. Результирующая сила, действующая на частицу, оказывается пренебрежимо малой. Кроме того, крупная частица обладает значительной массой и, следовательно, большой инерцией. Поэтому даже если возникает небольшая нескомпенсированная сила, она не способна сообщить частице сколько-нибудь заметное ускорение. В результате движение крупной частицы практически отсутствует или незаметно.

Таким образом, чем меньше масса и размер частицы, тем сильнее проявляется асимметрия в ударах молекул и тем легче изменить состояние ее движения, что делает броуновское движение более интенсивным.

Ответ: Броуновское движение более интенсивно у мелких частиц, так как удары молекул среды о них не скомпенсированы, что создает результирующую силу. Малая масса и инертность таких частиц позволяют этой силе вызывать их заметное хаотическое перемещение. У крупных частиц удары молекул со всех сторон в среднем уравновешиваются, а их большая инерция гасит эффект от любых незначительных флуктуаций силы, делая движение незаметным.