ID: 00028686
Необходимо экспериментально изучить зависимость ускорения тела, скользящего по шероховатой наклонной плоскости, от коэффициента трения груза о плоскость. На всех приведённых ниже рисунках указаны массы тел, углы наклона плоскостей к горизонту, коэффициенты трения. Какие две установки следует использовать для проведения такого исследования?
1)
2)
3)
4)
5) Запишите в ответе номера выбранных установок.
Источник: ФИПИ
Разберёмся с сюжетом: тело съезжает по шероховатой наклонной плоскости, и на ускорение влияют сразу три вещи — масса тела, угол наклона и коэффициент трения. Нам нужно проверить только влияние коэффициента трения, значит остальные два параметра у выбранной пары установок должны совпадать.
Смотрим на рисунки по порядку. Установка 1: масса m, угол 2\alpha, коэффициент трения 2\mu. Установка 2: масса 2m, угол \alpha, коэффициент трения \mu. Установка 3: масса 3m, угол 2\alpha, коэффициент трения 2\mu. Установка 4: масса m, угол \alpha, коэффициент трения 2\mu. Установка 5: масса m, угол \alpha, коэффициент трения \mu.
Ищем пару, где масса и угол одинаковые, а коэффициент трения разный. У установок 4 и 5 масса одна и та же — m, угол один и тот же — \alpha, а коэффициент трения отличается: 2\mu против \mu.
Все остальные пары не подходят: в них попутно меняется либо масса, либо угол, и тогда непонятно, что именно повлияло на ускорение.
Значит, для чистого эксперимента школьнику нужны установки 4 и 5 — и всё сходится: единственное отличие между ними именно в шероховатости, то есть в коэффициенте трения.