1. Картонный- обруч диаметром 20 см заклеить с двух сторон плотной бумагой. Внутри к обручу предварительно прикрепить груз так, чтобы во время опыта его не видели учащиеся. Такой обруч может катиться вверх . по наклонной плоскости (рис. 1). Объяснить причину этого явления.Ответ. Несмотря на то что обруч катится вверх, он, как и всякое другое тело, под действием веса движется так, что его центр тяжести С понижается. |
| 2. В один угол пустой папиросной коробки заранее поместить какой-нибудь небольшой тяжелый предмет (например, железную гайку). Положить коробку на край стола так, чтобы она на три четверти свешивалась, а та ее часть, в которой находится предмет, лежала бы на столе. Участникам викторины, которые не знают о содержимом коробки, предложить ответить, почему коробка не падает. Ответ. Коробка будет находиться в равновесии потому, что ее центр тяжести, находящийся вблизи от тяжелого предмета, лежит на одной вертикали с площадью ее опоры. |
3. Составной деревянный брусок, сложенный из двух одинаковых по объему и форме половин, попробовать уравновесить, накладывая серединой на ребро треугольной призмы (рис. 2). Половина В перевесит. Если же, разняв брусок, положить его части на чашки весов, то перетянет другая половина А. Объяснить явление.Ответ. Половина В, вес которой, как показывает взвешивание, меньше веса половины А, имеет цилиндрическую полость, правый конец которой закрыт свинцовой пробкой. Поэтому центр тяжести половины В лежит дальше от точки опоры С, а вращающий момент ее веса относительно этой точки больше, чем у половины А. |
4. Жестяную полоску уравновесить на острие карандаша. Нарушится ли равновесие, если согнуть один из концов полоски? Ответ проверить опытом.Ответ. Центр тяжести уравновешенной полоски совпадает с точкой опоры. Если согнуть, например, правый конец полоски, то центр ее тяжести С переместится влево (рис. 3),— он уже не будет совпадать с точкой опоры, и полоска упадет. |
5. Из дерева выточить диск радиусом 5 см и толщиной 3 см. В диске по направлению диаметра высверлить канал диаметром 2 см, на дно которого положить свободно входящий свинцовый цилиндрический груз (рис. 4). Второе отверстие канала заделать пробкой, а диск со всех сторон оклеить бумагой. На лицевой стороне диска нарисовать фигуру акробата. На гладком столе диск всегда будет перекатываться так, что фигура расположится ногами вниз. Если, наклонив диск, передвинуть груз на противоположную сторону канала, то фигура расположится ногами вверх. Объяснить «секрет» устройства прибора.Ответ. В обоих случаях диск стремится двигаться так, чтобы его центр тяжести занял самое низкое положение. |
6. На рисунке 5 изображен прибор, главной частью которого является картонный треугольник, приклеенный к середине оси, опирающейся на две стойки. Поверните треугольник вокруг оси на пол оборота так, чтобы его основание оказалось внизу, а затем отпустите. Он повернется и снова установится основанием вверх. Как действует этот прибор?Ответ. Несмотря на то что отпущенный треугольник движется вверх, центр тяжести системы тел, состоящей из треугольника, оси нити и груза, понижается. Треугольник устанавливается основанием i вверх под действием гири, которая скрыта внутри трубчатой стойки и подвешена на нити, намотанной на ось. |
7. В щиток из фанеры вбить гвоздь, подвесить на него кольцо диаметром около 20 см, которое затем отвести немного в сторону (рис. 6, а). В каком месте внутри кольца надо вбить второй гвоздь, чтобы кольцо осталось в приданном ему положении? Ответ проверить опытом. (Вместо второго гвоздя можно воткнуть острое шило, которое легко выдернуть обратно.)Ответ. Перенесем силы F и FJ, с которыми оба гвоздя действуют на кольцо, в его центр тяжести (рис. 6, б). Кольцо останется в приданном ему положении, если уравновешивающая PI веса Р будет диагональю параллелограмма, построенного на векторах F и F^ Но диагональ параллелограмма должна проходить внутри угла, образованного составляющими F и FJ. Это выполняется только в том случае, если второй гвоздь вбит около дуги BCD. |
8. На рычажных весах уравновесить песочные часы (рис. 7). Весь песок находится в нижнем сосуде часов. Сохранится ли равновесие во время пересыпания песка, если перевернуть часы и вновь поставить на чашку весов?Ответ. Равновесие не нарушится, так как песчинки, ударяясь в конце падения о песок в нижнем сосуде, действуют на него с силой, равной в среднем весу песчинок, участвующих в свободном падении. |
| 9. Предложить одному из участников викторины стать боком к стене, касаясь ее щиколоткой ноги. Может ли он при этом оторвать от пола вторую ногу? Ответ. При попытке поднять вторую ногу он упадет, так как центр его тяжести не будет лежать над площадью опоры. |
10. В скорлупе сырого куриного яйца просверлить тонким шилом две маленькие дырочки, через которые выдуть его содержимое. Когда внутренность скорлупы просохнет, в нее всыпать немного мелкого песку, после чего дырочки заклеить воском или сургучом. Заклеенные места закрасить белой краской. Показать учащимся, что такое яйцо сохраняет устойчивое равновесие в любом положении (рис. 8). Объяснить «секрет» устройства этого яйца.Ответ. Яйцо всегда находится в устойчивом равновесии, так как песок пересыпается вниз, поэтому центр тяжести яйца занимает самое низкое из возможных положений. |
|
|
|
|
