2019-11-20
Грузы, массой 100 г каждый, подвешены на одинаковых нитях длиной 25 и 75 см соответственно (рис.). Для какой из нитей более вероятен обрыв: короткой или длинной, если оба груза поднять на одинаковую высоту (до второго уровня) и отпустить?
Решение:
Нить оборвется тогда, когда сила, приложенная к ней, будет равна разрывному усилию. При падении грузов нить деформируется (удлиняется). Падая, груз совершает работу по удлинению нити. Удлинение нити к моменту ее обрыва или остановки будет больше у той нити, которая имеет большую начальную длину. Так как потенциальная энергия по подъему груза с уровня 1 на уровень 2 по закону сохранения энергии равна работе по деформации нити, то, чем больше путь, на котором совершится эта работа, тем меньше действующая на нить сила. Исходя из этого, можно заключить, что, чем длиннее нить, тем разрыв ее менее вероятен.
Ответ: Для короткой.