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
Отрезок однородной проволоки подвешен за середину. Изменится ли (и если изменится, то как) равновесие рычага, если левую половину сложить вдвое (см. рисунок)? Ответ поясните.
Решение
Решение.
Для решения данной задачи воспользуемся правилом рычага и понятием момента силы. Рычаг находится в равновесии, когда суммарный момент сил, вращающих его по часовой стрелке, равен суммарному моменту сил, вращающих его против часовой стрелки.
1) Анализ исходного состояния:
Пусть длина всей проволоки равна L, а её масса — M. Так как проволока однородная, то левая и правая половины имеют одинаковую массу m=M/2 и длину l=L/2. Центр тяжести каждой половины находится в её геометрическом центре. Следовательно, плечо силы тяжести каждой половины относительно точки подвеса (середины) равно d1=l/2=L/4. Моменты сил слева и справа равны: Mлев=Mправ=m⋅g⋅4L. Рычаг находится в равновесии.
2) Анализ изменений:
Когда левую половину проволоки складывают вдвое, её масса m не изменяется. Однако изменяется распределение этой массы. Новая длина левой части становится в два раза меньше: lновое=2l=4L. Центр тяжести сложенной вдвое левой части теперь находится на расстоянии половины её новой длины от точки подвеса.
3) Сравнение моментов сил:
Новое плечо левой силы тяжести составит d2=2lновое=8L.
Новый момент силы слева: Mлев′=m⋅g⋅8L.
Момент силы справа остался прежним: Mправ=m⋅g⋅4L.
Так как 8L<4L, то Mлев′<Mправ.
Вывод:
Поскольку момент силы тяжести правой (неизменной) части стал больше момента силы тяжести левой (сложенной) части, равновесие нарушится. Правая часть перевесит, и рычаг повернётся по часовой стрелке.
Ответ: Равновесие нарушится, правая сторона перевесит (опустится вниз).
Источник: ФИПИ