Глава 2. Взаимодействие тел. § 27. Сила упругости. Закон Гука — с. 93
Задание 20. Проведите испытание на разрыв швейных ниток одинаковой толщины, но разной длины. Сделайте предположение о том, какую нить будет разорвать легче — длинную или короткую. Проверьте предположение на опыте. Будьте аккуратны, чтобы не пораниться. Объясните полученный результат.
Приготовьте две нитки из одной катушки: короткую (около 10 см) и длинную (около 60 см). Предположение: длинную нить разорвать легче, потому что она может иметь больше слабых мест (тонких участков, надрывов). Ход опыта: намотайте концы нитки на карандаши (не на пальцы, чтобы не порезаться), держите карандаши двумя руками и плавно увеличивайте усилие, пока нитка не оборвётся. Для объективности делайте так не менее пяти раз для каждой нити и сравнивайте усилие. Для измерения можно закрепить один карандаш и тянуть второй динамометром.
Типичный результат (значения зависят от нитки): короткая нить обрывалась при силе 14–18 Н, длинная — при 12–17 Н; разница небольшая, но длинные нити в среднем рвутся чуть легче.
Объяснение: прочность нити определяется её толщиной и материалом, поэтому сила разрыва практически не зависит от длины. Длинная нить при растяжении удлиняется больше, но сила упругости в ней в каждом сечении одна и та же. Нить рвётся там, где она самая слабая. У длинной нити больше участков и больше шанс встретить слабое место, поэтому в среднем её рвут чуть легче.
Вывод: предположение подтверждается лишь отчасти: заметной разницы нет, различие связано со случайными дефектами нити.
Типичный результат (значения зависят от нитки): короткая нить обрывалась при силе 14–18 Н, длинная — при 12–17 Н; разница небольшая, но длинные нити в среднем рвутся чуть легче.
Объяснение: прочность нити определяется её толщиной и материалом, поэтому сила разрыва практически не зависит от длины. Длинная нить при растяжении удлиняется больше, но сила упругости в ней в каждом сечении одна и та же. Нить рвётся там, где она самая слабая. У длинной нити больше участков и больше шанс встретить слабое место, поэтому в среднем её рвут чуть легче.
Вывод: предположение подтверждается лишь отчасти: заметной разницы нет, различие связано со случайными дефектами нити.