Вопрос 3.
Используя рисунки 20 и 21, расскажите о ходе опытов и выводах, следующих из этих опытов.
Имеется два одинаковых шарика, наполненных одинаковым количеством гелия. В одном из них находится маленькая бусинка. Расположим шарики на одной и той же высоте и отпустим. Шарик с бусинкой достигнет потолка позже. Под действием архимедовой силы шарик без груза получил большее ускорение. О величине его ускорения можно судить по тому, что одно и то же расстояние – от места старта до потолка – он прошёл за меньший промежуток времени, чем шарик с бусинкой, масса которого больше. Значит, его скорость росла быстрее, что свидетельствует о большем ускорении движения.
Вывод: ускорения, получаемые телами, зависят от массы этих тел.
На рисунке 21, а изображена легкоподвижная тележка с укреплёнными на ней маленькой капельницей и двумя одинаковыми лёгкими вентиляторами. Масса тележки вместе с капельницей и вентиляторами нам известна. К тележке привязан небольшой груз для того, чтобы скомпенсировать силу трения, действующую на движущуюся тележку.
Вдоль траектории движения тележки расположим бумажную ленту. Откроем кран и включим вентиляторы. Вентиляторы будут толкать тележку с некоторой постоянной силой по направлению к ограничителю на краю стола. При этом на бумажной ленте будут оставаться следы капель, падающих через равные промежутки времени Т.
Рассчитаем ускорение движения тележки по формуле `a = (2*s)/t^2`.
Удвоим массу всей движущейся системы с помощью гирь. Повторим опыт. Определив ускорение и сравнив его с ускорением в предыдущем опыте, можно убедиться в том, что при действии одной и той же силы система тел, масса которой стала вдвое больше, приобрела в 2 раза меньшее ускорение, т. е. `a/2`.
Вывод: ускорения, сообщаемые телам одной и той же постоянной силой, обратно пропорциональны массам этих тел.
Снимем добавленные в предыдущем опыте гири, чтобы масса системы опять стала такой, как в первом опыте. Но теперь приведём тележку в движение, включив только один вентилятор, в результате чего на тележку будет действовать в 2 раза меньшая сила, чем при двух включённых вентиляторах.
Как показывают измерения и вычисления, при уменьшении силы в 2 раза ускорение тоже уменьшается в 2 раза, т. е. становится равным `a/2` (при неизменной массе тележки).
Вывод: ускорение, с которым движется тело постоянной массы, прямо пропорционально приложенной к этому телу силе, в результате которой возникает ускорение.