Задание №15 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для того чтобы экспериментально исследовать зависимость одной физической величины от другой, необходимо придерживаться метода научного познания. В данном случае нам нужно выяснить, зависит ли период колебаний пружинного маятника от массы груза.

Согласно правилам проведения контролируемого эксперимента:
1. Величина, влияние которой мы проверяем (в данном случае — масса груза $m$), должна изменяться.
2. Все остальные параметры системы, которые могут повлиять на результат (в данном случае — жесткость пружины $k$), должны оставаться неизменными.

Проанализируем представленные на рисунке маятники:
- Маятник А: жесткость пружины $k_{1}$, масса груза $m$ (один грузик).
- Маятник Б: жесткость пружины $k_{1}$, масса груза $2m$ (два грузика).
- Маятник В: жесткость пружины $k_{2}$, масса груза $m$.
- Маятник Г: жесткость пружины $k_{3}$, масса груза $2m$.

Сравним пары:
- Пара А и Б: жесткость пружин одинакова ($k_{1}$), а массы грузов различны. Это идеальное условие для проверки зависимости периода от массы.
- Пара Б и В: различаются и жесткости ($k_{1}$ и $k_{2}$), и массы. Мы не сможем понять, что именно повлияло на изменение периода.
- Пара А и Г: также различаются оба параметра.
- Пара Б и Г: массы одинаковы, но жесткости разные. Эта пара подошла бы для изучения зависимости периода от жесткости пружины, а не от массы.

Таким образом, для исследования зависимости периода колебаний от массы груза необходимо выбрать маятники А и Б.

Ответ: 4

Источник: ФИПИ