Исследование… — Задание 20 ЕГЭ по физике №00047927

Что тут происходит: проволоку вешают к потолку, подвешивают груз и смотрят, насколько она растянулась. По удлинению находят жёсткость. Нужно выбрать две установки, на которых видно, как жёсткость зависит от длины проволоки.

Жёсткость проволоки зависит от материала, длины и площади сечения: чем длиннее проволока, тем легче её растянуть. В опыте её находят из закона Гука:

$$k=\dfrac{F}{\Delta l}=\dfrac{mg}{\Delta l}$$

Шаг 1. Длина у пары разная. Диаметр по условию у всех одинаковый — о нём думать не надо.

Шаг 2. Материал должен совпадать: медь и алюминий растягиваются по-разному.

Шаг 3. Груз. Сама жёсткость от груза не зависит, но удлинение при разных грузах будет разным уже из-за них, и сравнивать опыты станет неудобно. Поэтому массу груза у пары берём одинаковой.

Шаг 4. Медные проволоки: 1 ($1{,}0$ м, $10$ кг), 2 ($1{,}5$ м, $2$ кг), 3 ($2{,}0$ м, $5$ кг), 5 ($0{,}5$ м, $5$ кг). Одинаковый груз $5$ кг и разная длина — у установок 3 и 5. Установка 4 с грузом $5$ кг — алюминиевая.

Итог: установки 3 и 5.

Проверим себя: у пары 3–5 одинаковы материал (медь), диаметр и груз ($5$ кг), различается только длина: $2{,}0$ и $0{,}5$ м.