Номер 10, страница 75 - гдз по физике 7 класс учебник Исаченкова, Громыко

10. Почему гирьки разновеса массой от $1$ г и больше делают из стали, а массой от $500$ мг и меньше — из алюминия?

Выбор материала для изготовления гирек (разновесов) напрямую связан с физическим свойством вещества — плотностью. Плотность, обозначаемая греческой буквой $\rho$ (ро), показывает, какая масса вещества приходится на единицу его объёма. Связь между массой ($m$), объёмом ($V$) и плотностью ($\rho$) выражается формулой: $\rho = \frac{m}{V}$. Отсюда объём тела можно найти как $V = \frac{m}{\rho}$.

Плотность стали составляет примерно 7850 кг/м³, в то время как плотность алюминия — около 2700 кг/м³. Таким образом, сталь почти в 3 раза плотнее алюминия. Это различие и определяет выбор материала для гирек разной массы.

Почему гирьки массой от 500 мг и меньше делают из алюминия?

Гирьки очень малой массы (например, 10 мг, 50 мг, 100 мг) должны иметь размер, удобный для манипуляций, обычно с помощью пинцета. Если бы их изготовили из плотного материала, как сталь, их объём ($V = m/\rho$) был бы ничтожно мал. Такие микроскопические гирьки было бы крайне сложно брать, легко потерять, а малейшее загрязнение (пылинка, отпечаток пальца) составляло бы значительную долю от их общей массы, что приводило бы к грубым ошибкам при взвешивании. Использование менее плотного алюминия позволяет при той же малой массе получить гирьку значительно большего объёма и размера. Это делает её удобной в обращении и менее подверженной влиянию мелких загрязнений относительно её общей массы.

Почему гирьки массой от 1 г и больше делают из стали?

Для гирек большой массы (1 г, 10 г, 100 г, 1 кг и т.д.) важна компактность. Если бы их делали из материала с низкой плотностью, такого как алюминий, они получились бы очень большими и громоздкими. Например, алюминиевая гиря в 1 кг была бы почти в три раза больше по объёму, чем стальная. Такие крупные гири неудобно размещать на чаше весов и хранить в наборе (разновесе). Поэтому для них используют сталь — материал с высокой плотностью, который позволяет при большой массе сохранить небольшой, удобный для работы объём. Кроме того, сталь (особенно нержавеющая) является прочным, износостойким и устойчивым к коррозии материалом, что обеспечивает долговечность и сохранение точности массы гири.

Ответ: Выбор материала для гирек разной массы обусловлен соображениями практического удобства, которое напрямую зависит от плотности материала. Гирьки малой массы (500 мг и меньше) делают из менее плотного алюминия, чтобы они не были слишком маленькими по размеру, и их было удобно использовать. Гирьки большой массы (1 г и больше) делают из более плотной стали, чтобы они оставались компактными, прочными и удобными в хранении и использовании.