Задание №4 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова (словосочетания) из приведённого списка.
Верхний конец пружины с помощью нити прикрепили к неподвижной опоре, а к нижнему концу подвесили груз (см. рисунок). Груз находится в покое, поскольку действующая на груз сила тяжести уравновешивается (А)__________.
Перережем нить, которая связывает пружину с опорой. Пружина и тело (Б)__________, при этом растяжение пружины (В)__________, а это означает, что тело не действует на подвес. Сила тяжести при этом никуда не исчезла и заставляет тело падать на Землю. Груз находится в состоянии (Г)__________.
| Список слов и словосочетаний: | |
| 1) | невесомость |
| 2) | перегрузка |
| 3) | сила трения |
| 4) | сила упругости |
| 5) | увеличивается |
| 6) | уменьшается |
| 7) | свободно падают |
| 8) | равномерно двигаются |
Правильный ответ
4761
Пояснение
Решение.
Разберем физические процессы, описанные в задаче, последовательно по шагам:
1. В первом случае груз висит на пружине неподвижно. Согласно первому закону Ньютона, если тело находится в покое, то сумма всех сил, действующих на него, равна нулю. На груз действуют две силы: сила тяжести, направленная вниз, и сила, возникающая из-за деформации пружины и направленная вверх. Эта сила называется силой упругости. Таким образом, сила тяжести уравновешивается силой упругости (пропуск А — 4).
2. Когда мы перерезаем нить, система «пружина — груз» теряет связь с опорой. Теперь на систему действует только сила тяжести (сопротивлением воздуха в таких задачах пренебрегают). Под действием силы тяжести все тела падают с одинаковым ускорением . Это означает, что пружина и тело свободно падают (пропуск Б — 7).
3. В процессе свободного падения и груз, и пружина движутся с одинаковым ускорением свободного падения. Пружина больше не растянута весом груза, так как нижние и верхние витки падают «вместе». В результате деформация пружины исчезает, то есть растяжение пружины уменьшается до нуля (пропуск В — 6).
4. Вес тела — это сила, с которой тело действует на опору или подвес. Поскольку в процессе падения растяжение пружины исчезло, груз перестал растягивать пружину (действовать на подвес). Состояние, при котором вес тела равен нулю, называется невесомостью (пропуск Г — 1).
Сопоставим полученные результаты со списком слов:
А — 4 (сила упругости)
Б — 7 (свободно падают)
В — 6 (уменьшается)
Г — 1 (невесомость)
Ответ: 4761
Источник: ФИПИ