Номер 3, страница 52 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

3. Как проводился опыт, изображённый на рисунке 31, и какие выводы из него следуют?

3. Как проводился опыт, изображённый на рисунке 31, и какие выводы из него следуют?

Решение

Предположительно, на рисунке 31 изображен мысленный эксперимент Галилео Галилея с наклонными плоскостями, который демонстрирует принцип инерции.

Проведение опыта: Сначала шарик скатывают с наклонной плоскости с некоторой высоты $h_1$. Он катится вниз, а затем поднимается по второй, встречной наклонной плоскости на высоту $h_2$, почти равную начальной. Небольшая разница в высоте ($h_1 > h_2$) объясняется наличием силы трения. Затем угол наклона второй плоскости уменьшают. Шарик, чтобы подняться на прежнюю высоту, должен проходить всё больший путь. В предельном случае, когда вторая плоскость становится горизонтальной, шарик уже не может достигнуть начальной высоты.

Выводы из опыта: Галилей сделал вывод, что если бы вторая плоскость была горизонтальной и идеально гладкой (то есть трение отсутствовало), шарик двигался бы по ней вечно с постоянной скоростью, так как ничто не мешало бы его движению. Этот мысленный эксперимент лег в основу закона инерции: тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано. Иными словами, скорость тела $ \vec{v} $ остается постоянной, если равнодействующая всех приложенных к телу сил $ \vec{F}_{равн} $ равна нулю. Этот вывод опровергал утверждение Аристотеля о необходимости силы для поддержания движения.

Ответ: Опыт заключается в наблюдении за шариком, который скатывается с одной наклонной плоскости и движется по другой. Уменьшая наклон второй плоскости до горизонтального положения, был сделан вывод, что при отсутствии внешних сил (в частности, трения) тело будет двигаться с постоянной скоростью бесконечно долго. Это явление называется инерцией, а сам вывод является формулировкой закона инерции (первого закона Ньютона).