Номер 2, страница 95 - гдз по физике 9 класс учебник Изергин

Глава III. Механические колебания и волны. Параграф 19. Период механических колебаний - номер 2, страница 95.

Условие.

2. Какую пару маятников (рис. 98) можно использовать для того, чтобы экспериментально установить, зависит ли период колебаний пружинного маятника от жёсткости пружины?

Рис. 98. К заданию 2

Решение.

Чтобы экспериментально установить зависимость одной физической величины от другой, необходимо изменять только ту величину, зависимость от которой исследуется (независимая переменная), а все остальные величины, от которых может зависеть измеряемая величина, должны оставаться постоянными (контролируемые переменные).

В данной задаче мы хотим установить, зависит ли период колебаний пружинного маятника ($\text{T}$) от жёсткости пружины ($\text{k}$). Следовательно, жёсткость пружины является независимой переменной, а период колебаний — зависимой.

Формула периода колебаний пружинного маятника имеет вид:

$T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}$

где $\text{m}$ – масса груза, а $\text{k}$ – жёсткость пружины.

Из формулы видно, что период колебаний $\text{T}$ зависит как от массы $\text{m}$, так и от жёсткости $\text{k}$. Чтобы выявить зависимость $\text{T}$ от $\text{k}$, необходимо провести сравнение двух систем, в которых масса $\text{m}$ будет одинаковой, а жёсткость $\text{k}$ — разной.

Проанализируем предложенные на рисунке пары маятников:

А: Массы грузов разные (один диск и два диска), и жёсткости пружин разные ($k_1$ и $k_2$). Этот вариант не подходит, так как изменяются два параметра одновременно.

Б: Массы грузов разные (два диска и один диск), и жёсткости пружин разные ($k_1$ и $k_2$). Этот вариант также не подходит.

В: Массы грузов одинаковы (по одному диску), а жёсткости пружин разные ($k_1$ и $k_2$). Этот вариант полностью соответствует условиям корректного эксперимента, так как изменяется только один параметр — жёсткость.

Г: Жёсткости пружин одинаковы ($k_1$), а массы грузов разные (два диска и один диск). Этот вариант подходит для изучения зависимости периода колебаний от массы, а не от жёсткости.

Таким образом, для поставленной цели необходимо выбрать пару маятников В.

Ответ: В.