Качественная задача (объяснение физических процессов и свойств тел) · 66 заданий
- Задание №19№19
На одну чашу весов поставили блюдце с горячей водой, а на другую – уравновешивающие её гири. Сохранится ли с течением времени это равновесие? Ответ по…
Испарение, конденсация, кипение
- Задание №19№19
К невесомой нити (см. рисунок) подвешен груз А . К нему на пружине прикрепляют груз В и затем нить пережигают. Какой из грузов в начале падения имеет…
Второй закон Ньютона
- Задание №19№19
Колбу с жидкостью поместили в сосуд с водой (см. рисунок), при этом наблюдали повышение уровня жидкости в трубке. Сравните первоначальные температуры…
Тепловое расширение и сжатие
- Задание №19№19
Два ученика одновременно измеряли атмосферное давление с помощью барометра: один – находясь в школьном дворе под открытым небом, другой – в кабинете ф…
Давление
- Задание №19№19
Капля маслянистой жидкости попадает на поверхность воды и растекается, образуя тонкую плёнку. Обязательно ли эта плёнка закроет всю поверхность воды?…
Основные положения МКТ
- Задание №19№19
Два спиртовых термометра – большой и маленький – сделаны из одинакового материала. Большой термометр значительно тяжелее и содержит, соответственно, б…
Уравнение теплового баланса
- Задание №19№19
В два одинаковых стакана налита вода до одной высоты. В один стакан опустили сплошной стальной брусок, а в другой – сплошной медный брусок той же масс…
Закон Архимеда. Плавание тел
- Задание №19№19
Для того чтобы стеклянный стакан не треснул, какую ложку (деревянную или металлическую) следует в него опустить, прежде чем налить кипяток? Ответ пояс…
Виды теплопередачи
- Задание №19№19
Каким образом легче резать картон с помощью ножниц: помещая картон у кончиков лезвий или ближе к их середине? Ответ поясните.
Простые механизмы. Рычаг. КПД
- Задание №19№19
В сосуде с водой находятся три бруска, которые в равновесии располагаются так, как показано на рисунке. Бруски сделаны из разных материалов, но имеют…
Закон Архимеда. Плавание тел
- Задание №19№19
Стёкла окон дома или его стены в лучах солнечного света кажутся более тёмными? Ответ поясните.
Отражение света
- Задание №19№19
Колбу с газом соединили с U-образным жидкостным манометром (рис. 1). После того как колбу опустили в сосуд с водой, показания манометра изменились (ри…
Внутренняя энергия
Неравноплечные чашечные весы (одно плечо больше другого) уравновешивают, положив на одну из чашек небольшой грузик. Нарушится ли равновесие, если теперь на чашки весов положить одинаковые по массе гирьки? Ответ поясните.
Решение
Решение.
Для решения данной задачи воспользуемся правилом рычага. Весы представляют собой рычаг, который находится в равновесии, когда моменты сил, действующих на него, равны по модулю и противоположны по направлению.
1. Анализ начального состояния.
Пусть L1 — длина левого плеча весов, а L2 — длина правого плеча. По условию весы неравноплечные, то есть L1=L2. Пусть для определенности L1>L2.
Изначально весы были не в равновесии из-за разницы масс чашек или длин плеч, но их уравновесили, положив на одну из чашек добавочный грузик. Это означает, что в начальном состоянии моменты сил тяжести, действующих на левую и правую части весов, равны:
Mлев=Mправ
2. Анализ изменений.
На обе чашки весов кладут гирьки одинаковой массы m. Сила тяжести каждой гирьки равна F=m⋅g.
Вычислим дополнительные моменты сил, которые создадут эти гирьки:
Для левой чашки: ΔM1=m⋅g⋅L1
Для правой чашки: ΔM2=m⋅g⋅L2
3. Сравнение моментов.
Так как плечи весов не равны (L1=L2), то и дополнительные моменты сил будут различны:
Если L1>L2, то m⋅g⋅L1>m⋅g⋅L2, следовательно, ΔM1>ΔM2.
Суммарный момент сил с одной стороны увеличится больше, чем с другой. Равновесие весов нарушится.
4. Вывод.
Весы перевесят в сторону того плеча, длина которого больше, так как при одинаковой силе тяжести гирек плечо этой силы будет больше, а значит, и создаваемый ею вращающий момент будет больше.
Ответ: Равновесие нарушится. Перевесит чашка, подвешенная к более длинному плечу весов.
Источник: ФИПИ