§ 15. Сила упругости. Динамометр

441. Составьте таблицу по теме «Сила упругости», отвечая на сле­дующие вопросы: а) что называ­ется силой упругости; б) в каких случаях возникает сила упругос­ти; в) к чему приложена сила уп­ругости; г) каково направление силы упругости; д) от чего зави­сит величина силы упругости?

442. Укажите направление си­лы упругости, действующей на те­ла, изображенные на рис. 73.

443. Назовите, какого рода де­формации испытывают следующие тела: а) подвес люстры; б) ножки стола; в) струны музыкальных ин­струментов; г) доска, перекинутая через канаву; д) бумага при ре­зании ножницами; е) сверло при сверлении отверстия.

444. При выполнении прыжка в воду спортсмен пользуется спе­циальным трамплином. Изменя­ется ли форма трамплина при вы­полнении прыжка? Почему?

/VWWWWVWVW' /77777/77777/

е

Рис. 73

441. Назовите тела, с которыми взаимодействует гиря: а) постав­ленная на середину стола; б) по­ставленная на середину доски, опирающейся своими концами на подставки; в) подвешенная на пру­жине (рис. 74). Назовите силы, которые действуют на гирю в этих случаях.

442. i

     I

     7S ZT

     t>

     Zzzzzzzzy

     Изобразите силы, действу­ющие на гирю в задаче 520. Вы­полните рисунок дважды: на од­ном укажите точки приложения сил там, где эти силы возникают, на другом приложите все силы к одной точке внутри тела — цент­ру масс. Обсудите в классе, в ка­ких случаях можно выполнять тот или иной рисунок.

443. 

     в

     Рис. 74

     ///// У-Z/M ////■/

     ОТ “ 1 кг

     ОТ = 1 KI’

     Рассмотрите рис. 75. С ка­кими телами взаимодействуют грузы? Какие силы на них дейст­вуют? Если длина пружин в неде- формированном состоянии одина­кова, то чем вы можете объяснить разную величину деформации пружины? Изобразите силы, дей­ствующие на грузы, и сравните их по величине во всех случаях.

444. 

     Рассмотрите рис. 76. С ка­кими телами взаимодействуют грузы? Какие силы на них дейст­вуют? Чем вы можете объяснить, что под действием разных грузов пружины деформировались одина­ково? Изобразите силы, действу­ющие на груз в каждом случае, и сравните их по величине.

445. Мальчик измерял величи­ну деформации пружины при под­вешивании к ней грузов разного веса. Он получил результаты, при­веденные в таблице 13. По данным

этой таблицы постройте график зависимости величины дефор­мации от веса тела. Какой график получился? Можно ли по это­му графику определить, какой будет величина деформации, есяи к пружине подвесить груз весом б Н? В каком случае?

Таблица. 13

Вес груза, Н	1	2	3	4	5
Величина деформации, см	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5

441. Ученики в классе при выполнении лабораторного экспе­римента изучали, как зависит величина силы упругости, возни­кающей в пружине при ее деформации, от величины деформа­ции. Они подвешивали к пружине грузы известного веса и изме­ряли длину пружины в деформированном состоянии. Смогут ли они выполнить задание правильно? Какие вычисления им надо будет проделать, чтобы правильно выполнить задание?

442. При изучении зависимости величины силы упругости от величины деформации были получены данные, приведенные в таблице 14, Составьте по этим данным таблицу 15. Постройте график зависимости F_y (А/), где Д/ — величина деформации. Ка­кой вывод можно сделать на основании этого графика?

Таблица 14

Вес тела, Н	0	2	4	6
Длина пружины, см	10	11	12	13

Таблица 15

Величина силы упругости, Н	0	2	4	б
Величина деформации, см

441. Мальчик измерял длину пружины при подвешивании к ней грузов разного веса. Когда пружина не деформирована, ее длина равна 15 см. Он получил результаты, приведенные в таб­лице 16. Постройте график зависимости величины деформации пружины от нагрузки, Можно ли по этому графику определить величину деформации при нагрузке 5 Н? А длину пружины?

Таблица 16

Вес груза, Н	2	4	6	8
Длина пружины, см	16	17	18	19

441. На рис. 77 приведен гра­фик зависимости величины силы упругости от величины деформа­ции А 1 = 1- /₀. Какую информацию можно получить из этого графи­ка?

442. 

     

     Найдите жесткость каждой пружины по графику зависимос­ти силы упругости, возникающей при растяжении, от величины де­формации (рис. 78). У какой из пружин жесткость больше и во сколько раз?

443. На рис. 79 приведены гра­фики зависимости величины силы упругости от величины деформа­ции для двух пружин. Какую из пружин — I или II — надо растя­нуть сильнее, чтобы величина си­лы упругости пружин была оди­наковой?

444. 

     На рис. 80 приведены гра­фики зависимости величины силы упругости для двух пружин от величины деформации. К какой из пружин — I или II — надо под­весить груз большего веса, чтобы величина деформации пружин была одинаковой?

445. Найдите жесткость пружи­ны, которая под действием силы 5 Н удлинилась на 0,5 см.

446. 

     Какую зависимость меж­ду физическими величинами ил­люстрирует монгольская послови­ца «Натягивай лук по расстоянию до цели»?

447. Когда тепловоз резко тро­гает с места, то иногда при этом сцепки между вагонами разрыва­ются. Почему и в каком месте ча­ще всего может происходить раз­рыв сцепок?

448. Если снабженная пружиной дверь сильно хлопает, то между дверью и концом пружины вставляют тросик, не меняя место крепления на двери, как показано на рис. 81. Почему пос­ле этого дверь закрывается медленнее?

449. На пружину подвесили груз весом 5 Н. Какова величина силы упругости, возникшей в пружине? Объясните, почему вы так считаете?

450. Как называется прибор, при помощи которого можно из­мерять силы?

451. Расскажите об устройстве динамометра. Какое свойство пружины положено в основу его принципа действия?

452. На рис. 82 изображены различные динамометры. Найди­те цену деления каждого из них и пределы измерения. С какой погрешностью можно провести измерения с их помощью?

///////

б

в

Рис. Я 7

а

559. Изобразите силу тяжести, действующую на тела, пред­ставленные на рис. 87.

560. Действует ли сила тяжести на дерево, растущее во дворе?

561. Действует ли сила тяжести на деревянный шар, плаваю­щий на поверхности воды?

562. Действует ли сила тяжести на водоросли, которые растут на дне водоема?

563. Действует ли сила тяжести на летящего в воздухе стрижа?

564. Одинаковые или разные силы тяжести действуют на пти­цу, когда она сидит на ветке и когда находится в полете?

565. Действует ли сила тяжести на космонавта, который на­ходится в кабине космического корабля: а) во время старта ко­рабля с поверхности Земли; б) во время выхода корабля на орбиту вокруг Земли; в) во время движения корабля по орбите; г) при выходе космонавта в открытый космос?

566. Почему камень, брошенный вертикально вверх, падает на землю?

567. Какая сила вызывает приливы и отливы в морях и океа­нах Земли?

568. Какая сила вызывает образование камнепадов в горах?

569. Известно, что ледники могут «сползать» с гор. Какая причина лежит в основе этого явления?

570. На прочной невесомой нити подвешен стальной шар. Снизу к нему поднесли сильный магнит. Изменится ли при этом: а) масса шара; б) сила тяжести, действующая на него; в) объем шара; г) сила натяжения нити?

571. На прочной невесомой нити подвешен шар. Снизу к нему поднесли такой же шар. Изменится ли при этом: а) масса верх­него шара; б) сила тяжести, действующая на него; в) объем шара; г) сила натяжения нити?

572. Вблизи гор, образованных твердыми, плотными порода­ми, отвес немного отклоняется от вертикали. Как можно объяс­нить это явление?

573. Почему во всех задачах о силе тяжести уточняется «вблизи поверхности Земли»?

574. Если поднимать тело над поверхностью Земли на рассто­яния, сравнимые с радиусом Земли, то что будет происходить с величиной силы тяжести? Ответ обосновать.

575. Экваториальный радиус Земли больше полярного. Одина­ковой ли будет сила тяжести, действующая на гирю массой 1 кг вблизи поверхности Земли на полюсе и экваторе? Где больше?

576. Масса гири на экваторе и на полюсе одинакова. Почему же силы тяжести, действующие на нее на полюсе и экваторе, разные, ведь величина силы тяжести находится по формуле

^тяж. = ^т

559. Стальной и пробковый шары имеют одинаковые массы. Сравните силы тяжести, действующие на них.

560. Стальной шар перенесли с поверхности стола в стакан с водой. Изменилась ли при этом сила тяжести шара?

561. Пробковый шар с поверхности стола перенесли в стакан с водой. Изменилась ли при этом сила тяжести шара?

562. Почему пуговица, оторвавшись, падает на землю, а не притягивается к человеку, ведь она значительно ближе к телу человека, чем к земле?

563. Гирю перенесли с поверхности Земли на поверхность Луны. Изменилась ли при этом масса гири? Изменилась ли сила тяжести, действующая на гирю на Луне, по сравнению с земной?

564. К штативу на нити подвешен груз массой 1 кг. Изобрази­те в выбранном масштабе силы, действующие на это тело.

565. Найдите силу тяжести, действующую на следующие тела: а) человека массой 50 кг; б) щенка массой 5 кг; в) муху массой 0,1 г; г) самолет ТУ-154 массой 98 т вблизи поверхности Земли.

566. Найдите силу тяжести, действующую на 10 л воды.

567. В ведро массой 2 кг налили 10 л воды. Найдите силу тя­жести ведра с водой. Каким свойством массы вы воспользовались?

568. Найдите силу тяжести, действующую на стальную от­ливку объемом 20 дм³.

569. Сравните силы тяжести, действующие на 1 м³ гранита и па автомобиль массой 1,5 т.

570. Стальной и пробковый шары имеют одинаковые разме­ры. Сравните силы тяжести, действующие на них.

571. Найдите массу тела, если вблизи поверхности Земли на него действует сила тяжести: а) 500 Н; б) 80 Н; в) 2,5 кН; г) 0,8 Н.

572. Какого объема алюминиевый брусок надо взять, чтобы действующая на него сила тяжести вблизи поверхности Земли была равна 270 Н?

559. Ученые исследовали графики зависимости силы тяжести от массы тела на разных планетах (рис. 88). На какой из них «постоянная тяготения планеты» больше и во сколько раз?

560. Ученые измеряли силу тяжести, действующую на гирю массой 1 кг на разных высотах от поверхности Земли. Результа­ты измерений представлены в таблице 17. Какой вывод можно сделать на основании этих данных?

Таблица 17

Высота, м	Сила тяжести, II (±0,01 Н)
0	9,81
100	9,81
1000	9,80
10 000	9,77
50 000	9,65
100 000	9,50
120 000	9,45

559. Ученые рассчитали силу тяжести, действующую на гирю массой 1 кг на разных расстояниях от центра Земли. Результаты расчетов представлены в таблице 18. Какой вывод можно сделать на основании этих данных?

Таблица 18

Расстояние, км	Расстояние, й3<м-,„	Сила тяжести, Н
6400	1	9,8
12 800	2	2,4
19 200	3	1,1
25 600	4	0,6