Экспериментальные задания, страница 87 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

Экспериментальные задания

Положите на стол газету, чтобы край ее свисал с поверхности стола, положите на газету книгу. Резким движением выдерните газету из-под книги.

Повторите опыт, медленно вытаскивая газету из-под книги. Сравните результаты опыта и объясните их. Проведите аналогичный эксперимент со стопкой книг. Вытащите книгу из середины стопки.

Сравнение и объяснение результатов опыта с газетой и книгой

При резком выдергивании газеты из-под книги, книга практически останется на своем месте и упадет на стол. Если же вытаскивать газету медленно, книга будет двигаться вместе с газетой.

Это явление объясняется инерцией. Инерция — это свойство тел сохранять свою скорость (состояние покоя или равномерного прямолинейного движения) при отсутствии действия на них других тел или при скомпенсированном действии.

1. Резкое движение. Когда мы резко выдергиваем газету, сила трения, действующая со стороны газеты на книгу, существует очень короткое время ($ \Delta t \rightarrow 0 $). За это время сила трения не успевает сообщить книге заметную скорость. Из-за своей инерции книга стремится сохранить состояние покоя, поэтому газета выскальзывает из-под нее, а книга остается на месте.

2. Медленное движение. Когда мы медленно тянем газету, сила трения действует на книгу в течение длительного времени. Эта сила (сила трения покоя) заставляет книгу двигаться вместе с газетой, так как ее достаточно, чтобы преодолеть инертность книги и заставить ее ускоряться вместе с газетой.

Ответ: При резком рывке книга остается на месте из-за инерции, так как сила трения действует слишком короткое время, чтобы изменить состояние покоя книги. При медленном вытягивании сила трения действует достаточно долго, чтобы преодолеть инерцию книги и заставить ее двигаться вместе с газетой.

Объяснение эксперимента со стопкой книг

При резком выдергивании книги из середины стопки, эта книга выскользнет, а верхняя часть стопки упадет на нижнюю, практически не сдвинувшись в горизонтальном направлении. Если тянуть книгу медленно, верхние книги будут двигаться вместе с ней.

Объяснение этого опыта также основано на явлении инерции. Верхняя часть стопки обладает значительной массой и, следовательно, большой инертностью.

При резком ударе или рывке по средней книге, сила трения, передаваемая верхним книгам, действует очень короткое время. Импульс силы ($ J = F \cdot \Delta t $) оказывается недостаточным, чтобы придать верхней стопке книг заметную горизонтальную скорость. Вследствие своей инерции верхние книги стремятся сохранить состояние покоя, поэтому они практически не сдвигаются горизонтально, а просто падают вниз под действием силы тяжести, когда опора (средняя книга) убрана.

Ответ: Аналогично первому опыту, верхняя стопка книг обладает инерцией. При резком извлечении средней книги сила трения действует кратковременно и не успевает сдвинуть верхние книги, которые из-за инерции остаются на месте и затем падают вниз.