Номер 1, страница 19 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел. Самостоятельные работы. СР-16. Ускорение свободного падения на Земле и других небесных телах. Вариант 2 - номер 1, страница 19.

Условие.

1. Как изменятся показания динамометра, к которому подвешен груз, если его перенести с экватора на полюс Земли? Ответ поясните.

Решение.

Решение

Показания динамометра соответствуют весу подвешенного к нему груза. Вес $\text{P}$ вычисляется по формуле:

$P = mg$

где $\text{m}$ – масса груза, а $\text{g}$ – ускорение свободного падения. Масса груза является величиной постоянной и не зависит от его местоположения. Ускорение свободного падения $\text{g}$, в свою очередь, зависит от географической широты по двум основным причинам:

1. Форма Земли. Земля не является идеальным шаром, а имеет форму эллипсоида, сплюснутого у полюсов. Расстояние от центра Земли до ее поверхности на полюсах меньше, чем на экваторе. Согласно закону всемирного тяготения, сила притяжения обратно пропорциональна квадрату расстояния. Следовательно, на полюсе, где расстояние до центра меньше, сила гравитационного притяжения и ускорение свободного падения больше.

2. Суточное вращение Земли. Вращение планеты создает центробежный эффект, который направлен от оси вращения и ослабляет силу тяжести. Этот эффект максимален на экваторе, где линейная скорость вращения наибольшая, и равен нулю на полюсах, так как точки на полюсах совпадают с осью вращения. Таким образом, вращение Земли уменьшает вес тела на экваторе, но не влияет на него на полюсах.

Оба этих фактора приводят к тому, что ускорение свободного падения на полюсе (около $9,832$ м/с²) больше, чем на экваторе (около $9,780$ м/с²). Поскольку вес прямо пропорционален ускорению свободного падения ($P \sim g$), показания динамометра при перемещении груза с экватора на полюс увеличатся.

Ответ: Показания динамометра увеличатся. Это произойдет потому, что ускорение свободного падения ($\text{g}$) на полюсе больше, чем на экваторе, из-за сплюснутой формы Земли и отсутствия центробежного эффекта от ее вращения на полюсах.