Задание №16 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для анализа движения шарика воспользуемся рисунком, на котором отмечены положения тела через равные промежутки времени $\Delta t = 1 \text{ с}$. На наклонной плоскости нанесена шкала, где цена одного деления составляет $5 \text{ см}$.

Проанализируем каждое утверждение на основе экспериментальных данных:

1) Движение шарика является ускоренным.
Из рисунка видно, что за каждую последующую секунду шарик проходит всё большее расстояние. За первую секунду он прошёл 1 деление ($5 \text{ см}$), за вторую — 3 деления ($15 \text{ см}$), за третью — 5 делений ($25 \text{ см}$). Так как путь за равные промежутки времени увеличивается, скорость шарика растёт, следовательно, движение является ускоренным. Утверждение №1 верно.

2) Пути, проходимые шариком за последовательные равные промежутки времени, относятся как ряд последовательных нечётных чисел.
Посчитаем количество делений, пройденных шариком за каждый промежуток времени:
- За 1-ю секунду: $s_1 = 1$ деление;
- За 2-ю секунду: $s_2 = 4 - 1 = 3$ деления;
- За 3-ю секунду: $s_3 = 9 - 4 = 5$ делений;
- За 4-ю секунду: $s_4 = 16 - 9 = 7$ делений.
Отношение путей: $s_1 : s_2 : s_3 : s_4 = 1 : 3 : 5 : 7$. Это действительно ряд последовательных нечётных чисел, что характерно для равноускоренного движения из состояния покоя. Утверждение №2 верно.

3) При увеличении угла наклона плоскости ускорение шарика увеличивается.
Это утверждение физически верно, однако в данном эксперименте угол наклона не менялся. Результаты опыта не позволяют подтвердить это утверждение на основе только данных наблюдений. Утверждение №3 не подходит.

4) Характер движения шарика не зависит от его массы.
В эксперименте использовался только один шарик. Опыты с шариками разной массы не проводились, поэтому на основании данного эксперимента сделать такой вывод нельзя. Утверждение №4 не подходит.

5) За вторую секунду шарик прошёл путь, равный 20 см.
Как мы определили выше, за вторую секунду шарик прошёл 3 деления. Так как одно деление равно $5 \text{ см}$, путь составил: $3 \cdot 5 \text{ см} = 15 \text{ см}$. Это не равно $20 \text{ см}$. Утверждение №5 неверно.

Ответ: 12

Источник: ФИПИ