Исследование… — Задание 20 ЕГЭ по физике №00047984

Что тут происходит: пружины навиты из проволоки. Жёсткость пружины зависит от того, из какого металла проволока, какой она толщины и какой длины сама пружина. Нужно выбрать две пружины, на которых видно влияние только толщины проволоки.

Здесь два разных «диаметра», их важно не спутать. «Одинакового диаметра» в условии — это диаметр витков, то есть ширина самой пружины; он у всех одинаков. А в таблице — диаметр проволоки $d$. Именно он задаёт площадь её сечения:

$$S=\dfrac{\pi d^2}{4}$$

Шаг 1. Площадь сечения у пары разная — значит, разные числа в столбце «Диаметр поперечного сечения проволоки».

Шаг 2. Длина пружины и материал проволоки должны совпасть, иначе жёсткость изменится и по другой причине.

Шаг 3. Перебираем. Пружина 1: медь, $5$ см, $3$ мм. Медная пружина длиной $5$ см с другим диаметром — пружина 4 ($1$ мм). Пружина 2 (медь, $9$ см, $2$ мм) напарника не имеет: медных пружин длиной $9$ см больше нет. Стальные 3 и 5 — одинаковой толщины, но разной длины: это пара для другого опыта.

Итог: пружины 1 и 4.

Проверим себя: у пары 1–4 одинаковы материал (медь) и длина ($5$ см), различается только диаметр проволоки: $3$ и $1$ мм.