Номер 1, страница 111 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Задание 6. § 22. Условия равновесия тел. Центр тяжести тела. Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел - номер 1, страница 111.

1. Из картона вырежьте фигуру неправильной формы. Определите её центр тяжести, используя отвес (нить с грузом).

Для определения центра тяжести фигуры неправильной формы, вырезанной из картона, необходимо провести следующий эксперимент, основанный на свойствах равновесия тел.

Решение

Метод основан на фундаментальном принципе статики: когда тело свободно подвешено за одну точку, его центр тяжести всегда находится на вертикальной линии, проходящей через точку подвеса. Это происходит потому, что в положении равновесия момент силы тяжести относительно точки подвеса должен быть равен нулю, что возможно только тогда, когда сила тяжести направлена вдоль линии, соединяющей центр тяжести и точку подвеса. Найдя две такие линии (подвешивая тело за разные точки), мы можем определить их точку пересечения, которая и будет являться центром тяжести.

Необходимое оборудование:

• Лист плотного картона;
• Ножницы;
• Отвес (нить с небольшим грузом, например, гайкой или большой скрепкой);
• Булавка или игла;
• Карандаш или тонкий маркер;
• Опора для подвешивания (например, штатив, край стола или пробковая доска, в которую можно воткнуть булавку).

Порядок выполнения работы:

1. Вырежьте из листа картона плоскую фигуру произвольной (неправильной) формы.

2. Проделайте с помощью булавки или иглы небольшое отверстие у края фигуры (точка А). Убедитесь, что фигура может свободно вращаться вокруг этой точки, если ее подвесить.

3. Закрепите булавку на опоре и подвесьте на нее картонную фигуру за отверстие А.

4. На эту же булавку, поверх фигуры, подвесьте отвес.

5. Дождитесь, пока и фигура, и отвес полностью перестанут качаться и придут в состояние равновесия. Нить отвеса примет строго вертикальное положение.

6. Аккуратно, не смещая фигуру, отметьте на ней две точки вдоль нити отвеса (одну у точки подвеса, другую — у нижнего края). Снимите фигуру и с помощью линейки соедините эти точки прямой линией. Эта линия — первая прямая, на которой лежит центр тяжести.

7. Выберите вторую точку на краю фигуры (точка B), расположенную на значительном расстоянии от первой.

8. Повторите шаги 2–6 для точки B. В результате вы получите вторую прямую линию на картонной фигуре.

9. Точка пересечения двух проведенных линий и есть искомый центр тяжести фигуры.

10. (Проверка) Для повышения точности и проверки результата можно выбрать третью точку (С) и повторить процедуру. Третья линия должна пройти через ту же точку пересечения. Если это так, центр тяжести найден верно.

Ответ: Центр тяжести плоской фигуры неправильной формы — это точка пересечения двух или более прямых, которые совпадают с направлением нити отвеса, если последовательно подвешивать фигуру за разные точки на её контуре.