Номер 8, страница 23, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 14. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона - номер 8, страница 23.

Условие.

8. Подтверждает ли этот опыт высказанную гипотезу?

Решение.

8. Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо сравнить результаты, полученные в ходе эксперимента, с выдвинутой гипотезой. Если экспериментальные данные, с учетом погрешности измерений, согласуются с утверждением гипотезы, то опыт ее подтверждает. Если данные явно противоречат гипотезе, то опыт ее опровергает.

Поскольку конкретные гипотеза и опыт не указаны, рассмотрим общий принцип на примере. Предположим, была выдвинута следующая гипотеза: сила упругости, возникающая в пружине при ее растяжении, прямо пропорциональна удлинению пружины. Математически это выражается законом Гука: $F_{упр} = k \cdot \Delta l$, где $F_{упр}$ – сила упругости, $\Delta l$ – удлинение пружины, а $\text{k}$ – коэффициент жесткости, который должен быть постоянным для данной пружины.

В ходе гипотетического эксперимента к пружине подвешивали грузы различной массы и измеряли ее удлинение. В состоянии равновесия сила упругости равна силе тяжести, действующей на груз ($F_{упр} = P = mg$). Примем ускорение свободного падения $g \approx 10$ Н/кг. Допустим, были получены следующие данные:
1. Масса груза $m_1 = 0.1$ кг, действующая сила $F_1 = 1$ Н, удлинение $\Delta l_1 = 0.02$ м.
2. Масса груза $m_2 = 0.2$ кг, действующая сила $F_2 = 2$ Н, удлинение $\Delta l_2 = 0.04$ м.
3. Масса груза $m_3 = 0.3$ кг, действующая сила $F_3 = 3$ Н, удлинение $\Delta l_3 = 0.06$ м.

Проанализируем результаты. Согласно гипотезе, отношение силы к удлинению (коэффициент жесткости $\text{k}$) должно быть постоянным. Рассчитаем это отношение для каждого измерения:
$k_1 = \frac{F_1}{\Delta l_1} = \frac{1 \text{ Н}}{0.02 \text{ м}} = 50 \text{ Н/м}$
$k_2 = \frac{F_2}{\Delta l_2} = \frac{2 \text{ Н}}{0.04 \text{ м}} = 50 \text{ Н/м}$
$k_3 = \frac{F_3}{\Delta l_3} = \frac{3 \text{ Н}}{0.06 \text{ м}} = 50 \text{ Н/м}$

Поскольку во всех трех измерениях было получено одинаковое значение коэффициента жесткости $k = 50$ Н/м, можно сделать вывод, что удлинение пружины прямо пропорционально приложенной силе. Это полностью согласуется с выдвинутой гипотезой. Даже если бы значения $\text{k}$ незначительно отличались (например, 50.1, 49.8, 50.3), вывод остался бы тем же, так как небольшие расхождения можно объяснить погрешностями измерений.

Таким образом, данный гипотетический опыт подтверждает высказанную гипотезу.

Ответ: Да, этот опыт подтверждает высказанную гипотезу. Результаты эксперимента (постоянство отношения $F / \Delta l$) демонстрируют прямую пропорциональность между силой упругости и удлинением, что и утверждалось в гипотезе (законе Гука).