Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 12424
2020-01-08 
В тонкостенной непрозрачной сферической оболочке находится шар, радиус которого в несколько раз меньше радиуса оболочки. Предложите способ определения плотности вещества, из которого сделан шар. Масса оболочки неизвестна.
Решение:
Измеряем вес сферы с шаром $P = (M + m)g$, где $M$ и $m$ - массы сферы и шара соответственно. Прикладываем к сфере силу $F$ (силу измеряем), направленную вертикально вниз, и в момент $t = 0$ убираем опору из-под сферы. Сфера начнет двигаться вниз с ускорением
$g + a = \frac{Mg + F}{M}$.
Масса $m$ в формулу не входит, поскольку шар в момент $t = 0$ отрывается от сферы и с ускорением а (относительно сферы) движется вверх. Измерив ускорение $a$, находим массу сферы $M = F/a$. Измерение ускорения а надо закончить до момента удара шара о сферу в ее верхней точке. Отметив этот момент времени (по звуку удара или по скачку показаний динамометра, измеряющего силу $F$), рассчитываем радиус $r$ шара. Из $S = \frac{a ( \Delta t)^{2}}{2}$, где $\Delta t$ - время движения шара, находим:
$r = R - \frac{a( \Delta t)^{2} }{4}$.
Здесь $R$ - радиус сферы, который можно измерить непосредственно, а путь $S = 2 (R - r)$. Теперь мы знаем и радиус шара, и его массу $\left ( m = \frac{P}{g} - \frac{F}{a} \right )$, что позволяет решить задачу.
В тонкостенной непрозрачной сферической оболочке находится шар, радиус которого в несколько раз меньше радиуса оболочки. Предложите способ определения плотности вещества, из которого сделан шар. Масса оболочки неизвестна.
Решение:
Измеряем вес сферы с шаром $P = (M + m)g$, где $M$ и $m$ - массы сферы и шара соответственно. Прикладываем к сфере силу $F$ (силу измеряем), направленную вертикально вниз, и в момент $t = 0$ убираем опору из-под сферы. Сфера начнет двигаться вниз с ускорением
$g + a = \frac{Mg + F}{M}$.
Масса $m$ в формулу не входит, поскольку шар в момент $t = 0$ отрывается от сферы и с ускорением а (относительно сферы) движется вверх. Измерив ускорение $a$, находим массу сферы $M = F/a$. Измерение ускорения а надо закончить до момента удара шара о сферу в ее верхней точке. Отметив этот момент времени (по звуку удара или по скачку показаний динамометра, измеряющего силу $F$), рассчитываем радиус $r$ шара. Из $S = \frac{a ( \Delta t)^{2}}{2}$, где $\Delta t$ - время движения шара, находим:
$r = R - \frac{a( \Delta t)^{2} }{4}$.
Здесь $R$ - радиус сферы, который можно измерить непосредственно, а путь $S = 2 (R - r)$. Теперь мы знаем и радиус шара, и его массу $\left ( m = \frac{P}{g} - \frac{F}{a} \right )$, что позволяет решить задачу.
