Номер 403, страница 90 - гдз по физике 9 класс сборник задач Исаченкова, Дорофейчик

(э)

Решение

Цель эксперимента — определить прочность нити, то есть максимальную силу натяжения, которую нить может выдержать, не разрываясь. Для этого проведем следующий эксперимент с использованием пружинных весов (безмена).

Порядок выполнения работы:

1. Закрепим один конец исследуемой нити на неподвижной опоре. В качестве опоры можно использовать крюк в стене, дверную ручку или лабораторный штатив.

2. Другой конец нити привяжем к крючку пружинных весов (безмена).

3. Держа весы за корпус, будем медленно и равномерно тянуть их в сторону от опоры, растягивая нить. При этом стрелка (или указатель) весов будет показывать текущую силу натяжения нити.

4. Продолжаем плавно увеличивать силу натяжения, внимательно следя за показаниями весов. В тот момент, когда нить разорвется, необходимо зафиксировать максимальное значение, которое показали весы. Это и будет предельная сила, которую выдержала нить.

5. Бытовые пружинные весы обычно откалиброваны в единицах массы (килограммах, кг). Однако сила измеряется в ньютонах (Н). Чтобы перевести показания весов из массы $m_{max}$ в силу $F_{max}$, нужно использовать формулу, связывающую массу и силу тяжести, так как весы по своей сути измеряют силу:

$F_{max} = m_{max} \cdot g$

где $m_{max}$ — максимальное показание весов в килограммах в момент разрыва, а $g$ — ускорение свободного падения, которое можно принять равным приблизительно $9.8 \, \text{Н/кг}$.

6. Для получения более достоверного результата рекомендуется провести опыт 3-5 раз для одного и того же типа нити и найти среднее арифметическое значение максимальной силы.

7. Таким же образом можно определить прочность других нитей из набора и сравнить их между собой.

Таким образом, мы экспериментально определим прочность нити как максимальную деформирующую силу, которую она выдерживает.

Ответ: Прочность нити определяется по максимальному показанию пружинных весов (безмена) в момент ее разрыва. Если максимальное показание весов, выраженное в массе, равно $m_{max}$, то прочность нити (максимальная деформирующая сила) в ньютонах вычисляется по формуле $F_{max} = m_{max} \cdot g$, где $g \approx 9.8 \, \text{Н/кг}$.