ГлавнаяОГЭ ФизикаЗадание 15Механика

Задание 15 ОГЭ, физика: Механика

ОГЭ ФизикаЗадание 151.12 Деформация тела. Упругие и неупругие деформации. Сила упругости. Закон Гука.

Ученик провел эксперимент по изучению коэффициента жесткости, растягивая различные проволочки. Результаты экспериментальных измерений первоначальной длины l0, площади поперечного сечения S и вычисленной жесткости он представил в таблице:

 

Материал l0, см S, мм2 k, H/см
1сталь200,55500
2медь400,3700
3сталь400,52750

 

На основании приведенных измерений можно утверждать, что жесткость проволоки зависит от

 

1)  удлинения проволоки

2)  материала проволоки

3)  первоначальной длины

4)  площади поперечного сечения проволоки

В подтеме 30 задач
Разбор
Главная идея: Жесткость проволоки вычисляется по формуле k=ESl0k = \frac{ES}{l_0}, где EE — модуль упругости материала, SS — площадь, l0l_0 — длина; зависимость можно выявить только сравнивая опыты, где все остальные параметры неизменны.

Чтобы установить, от какой величины зависит жесткость, нужно найти два эксперимента, где три параметра из четырёх остаются одинаковыми, а жесткость меняется.

Проверим каждый вариант:

  1. Удлинение — не измерялось в таблице, поэтому вывод о зависимости от него невозможен.

  2. Материал: сталь встречается в опытах 1 и 3, медь — в опыте 2. Но если сравнить стальные проволоки (опыты 1 и 3), то меняются одновременно длина (l0l_0), площадь (SS) и жесткость (kk). Нельзя понять, что именно влияет на жесткость.

  3. Первоначальная длина: сравним опыты 1 и 3 (обе стальные):

    • Опыт 1: l0=20l_0 = 20 см, S=0,5S = 0,5 мм², k=500k = 500 Н/см
    • Опыт 3: l0=40l_0 = 40 см, S=0,5S = 0,5 мм², k=250k = 250 Н/см

    Материал одинаков (сталь), площадь одинакова (0,5 мм²), а жесткость изменилась с 500 до 250 Н/см при увеличении длины в 2 раза. Жесткость уменьшилась в 2 раза — прямая зависимость.

  4. Площадь поперечного сечения: во всех опытах площадь разная, но другие параметры тоже меняются, поэтому выделить влияние площади одного нельзя.

Вывод: только первоначальная длина проволоки изменяется изолированно от других параметров (при неизменных материале и площади), вызывая изменение жесткости.

Типичные ошибки

  • Путают удлинение с первоначальной длиной — удлинение не измерялось, поэтому о нём нельзя судить
  • Пытаются выделить влияние материала или площади, хотя они меняются вместе с другими параметрами
  • Не замечают, что опыты 1 и 3 — единственная пара, где материал и площадь одинаковы, а длина отличается
Непонятно?

Похожие задачи