ID: 00026268
Необходимо собрать экспериментальную установку, с помощью которой можно определить жёсткость резинового жгута. Для этого школьник взял штатив с лапкой и резиновый жгут. Какие два предмета из приведённого ниже перечня оборудования необходимо дополнительно использовать для проведения этого эксперимента?
1) мензурка
2) линейка
3) секундомер
4) стакан с водой
5) динамометр В ответе запишите номера выбранных предметов.
Источник: ФИПИ
Разберёмся, что вообще значит «жёсткость жгута». Жёсткость $k$ — это коэффициент в законе Гука: $F=k\,x$, где $F$ — сила, растягивающая жгут, а $x$ — удлинение. Значит, чтобы найти $k$, нужно измерить и силу, и удлинение, а потом поделить одно на другое.
У школьника уже есть штатив с лапкой (жгут можно подвесить) и сам жгут. Осталось найти способ измерить силу натяжения и длину растяжения.
Силу удобнее всего измерить напрямую динамометром — прибором, который сразу показывает силу в ньютонах, а не вычислять её через массу груза и мензурку с водой. Зацепляем динамометр за конец жгута и тянем — он покажет $F$.
Удлинение $x$ — это разница между длиной жгута до растяжения и после. Такую длину меряют обычной линейкой.
Мензурка, стакан с водой и секундомер тут ни при чём: они не измеряют ни силу, ни длину напрямую.
Значит, дополнительно нужны линейка и динамометр — и всё сходится: $k=\dfrac{F}{x}$, где $F$ снята динамометром, а $x$ — линейкой.