Задание №15 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для того чтобы экспериментально исследовать зависимость одной физической величины от другой, необходимо придерживаться метода научного познания. В данном случае мы изучаем зависимость периода колебаний пружинного маятника от массы груза.

1. Физический закон: Период колебаний пружинного маятника определяется формулой $T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}$, где $m$ — масса груза, а $k$ — жёсткость пружины.

2. Принцип единственного различия: Чтобы выявить зависимость периода $T$ именно от массы $m$, необходимо изменять только массу груза, оставляя все остальные параметры системы неизменными. В данной задаче неизменным параметром должна оставаться жёсткость пружины $k$.

3. Анализ установок на рисунке:
— Установка А: жёсткость пружины $k$, подвешено 4 груза.
— Установка Б: жёсткость пружины $\frac{k}{4}$, подвешено 4 груза.
— Установка В: жёсткость пружины $\frac{k}{2}$, подвешен 1 груз.
— Установка Г: жёсткость пружины $k$, подвешен 1 груз.

4. Выбор пары: Нам нужно найти две установки, у которых жёсткость пружин одинакова, а количество грузов (суммарная масса) различается.
— Сравним А и Г: у обеих установок жёсткость пружины равна $k$. При этом в установке А масса груза в 4 раза больше, чем в установке Г. Это позволяет проследить, как изменение массы влияет на период колебаний при постоянной жёсткости.

Следовательно, для исследования зависимости периода колебаний от массы груза подходит пара установок А и Г.

Ответ: 1

Источник: ФИПИ