Номер 162, страница 27 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Взаимодействие тел. Прямолинейное равноускоренное движение. Ускорение - номер 162, страница 27.

Условие.

► 162. На лежащий на краю стола лист бумаги поставили стакан с водой. Если медленно тянуть лист бумаги, то он будет двигаться вместе со стаканом. Если же резко дёрнуть этот лист, то он выскочит из-под стакана, а стакан останется на месте. Объясните наблюдаемое явление.

Решение.

Решение

Это явление объясняется свойством инертности тел. Инертность — это свойство тела сохранять своё состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока внешние силы не изменят это состояние. Стакан с водой обладает массой, а значит, и инертностью.

Когда лист бумаги тянут медленно, между дном стакана и бумагой действует сила трения покоя. Эта сила достаточна, чтобы преодолеть инертность стакана и сообщить ему такое же небольшое ускорение, как и у листа бумаги. В результате стакан начинает двигаться вместе с бумагой, не соскальзывая с неё.

Когда лист бумаги дёргают резко, ему сообщается очень большое ускорение. Чтобы стакан сдвинулся с места с таким же ускорением, на него должна подействовать значительная сила ($F = m \cdot a$). Однако максимальная сила трения между стаканом и бумагой ограничена. При резком рывке сила, необходимая для ускорения стакана, превышает эту максимальную силу трения. Из-за своей инертности стакан стремится сохранить состояние покоя. Движение бумаги происходит так быстро, что сила трения действует на стакан очень короткое время. Импульс силы ($F_{тр} \cdot \Delta t$) оказывается слишком мал, чтобы заметно изменить скорость стакана. Поэтому бумага выскальзывает из-под стакана, а он остаётся практически на том же месте.

Ответ:

Наблюдаемое явление объясняется инерцией стакана с водой. При медленном вытягивании бумаги сила трения успевает привести стакан в движение вместе с листом. При резком рывке, вследствие инертности, стакан стремится сохранить состояние покоя. Сила трения действует очень короткое время и не успевает сообщить стакану значительную скорость, поэтому лист выскальзывает из-под него, а стакан остаётся на столе.