Задание №5 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для того чтобы экспериментально исследовать зависимость одной физической величины от другой, необходимо использовать метод контролируемых переменных. Согласно этому методу:

1. Величина, влияние которой мы изучаем (в данном случае — жёсткость пружины $k$), должна изменяться от опыта к опыту.
2. Все остальные параметры системы, которые могут повлиять на результат (в данном случае — масса груза $m$), должны оставаться неизменными (постоянными).

Проанализируем представленные на рисунке установки:
- Установка А: жёсткость $k$, масса $1$ груз.
- Установка Б: жёсткость $k$, масса $4$ груза.
- Установка В: жёсткость $\frac{k}{4}$, масса $2$ груза.
- Установка Г: жёсткость $\frac{k}{4}$, масса $4$ груза.

Нам нужно исследовать зависимость периода от жёсткости. Значит, мы должны выбрать две установки, где жёсткость разная, а масса груза одинаковая.

Сравним пары:
- В установках Б и Г масса груза одинакова (по $4$ груза в каждой), а жёсткость пружин различна ($k$ и $\frac{k}{4}$ соответственно). Это удовлетворяет условиям эксперимента.
- В остальных предложенных парах либо меняются оба параметра сразу, либо жёсткость остается одинаковой, что не позволяет сделать вывод о её влиянии на период.

Таким образом, для исследования зависимости периода колебаний от жёсткости пружины следует выбрать установки Б и Г.

Ответ: 3

Источник: ФИПИ