Задание №3 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
На горлышко банки устанавливают бумажное кольцо, на которое кладут небольшой грузик. При помощи карандаша кольцо резко выбивают в сторону. При этом грузик падает в банку (см. рисунок). Какое явление демонстрирует данный опыт?
колебания
инерция
реактивное движение
сопротивление воздуха
Правильный ответ
2
Пояснение
Решение.
Для того чтобы правильно ответить на вопрос, проанализируем физические процессы, происходящие в данном опыте.
1. Состояние покоя: Изначально грузик находится в состоянии покоя на бумажном кольце. На него действуют две силы: сила тяжести, направленная вниз, и сила упругости кольца, направленная вверх. Эти силы уравновешивают друг друга.
2. Внешнее воздействие: Когда мы резко ударяем карандашом по кольцу, мы прикладываем силу именно к кольцу. Из-за того, что удар очень быстрый (кратковременный), время взаимодействия между кольцом и грузиком крайне мало. Сила трения, возникающая между ними, не успевает сообщить грузику значительную скорость в горизонтальном направлении.
3. Проявление инерции: Согласно закону инерции, любое тело стремится сохранить своё состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют внешние силы (или их действие скомпенсировано). Грузик обладает массой, а значит, и инертностью. Вследствие инерции грузик «сохраняет» своё положение в пространстве по горизонтали в тот момент, когда опора (кольцо) вылетает из-под него.
4. Падение: Как только кольцо перестаёт быть опорой для грузика, на него продолжает действовать только сила тяжести (сопротивлением воздуха в данном случае можно пренебречь). Под действием силы тяжести грузик падает вертикально вниз прямо в банку.
Таким образом, данный опыт является классической демонстрацией явления инерции.
Ответ: 2
Источник: ФИПИ