Задание
Замкнутая электрическая цепь — источник тока, лампа, амперметр, упругий металлический стержень BC — закреплена на вертикальном демонстрационном стенде (рис. 1). В точке C к стержню подвешивают груз массой m, и цепь размыкается. Далее стенд начинает двигаться вертикально вниз с ускорением a = 1 м/с². Как изменятся показания амперметра при падении стенда, если учитывать предел измерения силы тока 6 А? Ответ объясни.
(Выбери все верные утверждения,объясняющие ответ на вопрос.)
Рис. 1. Физическая ситуация задачи
Ответ
1)
При падении стенда с ускорением a показания амперметра уменьшатся до 0
При падении стенда с ускорением a показания амперметра уменьшатся до 1.2 А
При падении стенда с ускорением a показания амперметра увеличатся до 6 А
2)
Сравнение формул — второго закона Ньютона для стержня в состоянии, когда стенд покоится и падает с ускорением a — показывает: стержень остаётся в деформированном состоянии (Fупр=P=m(g−a)=0). Следовательно, цепь разомкнута, электрический ток в цепи отсутствует, и амперметр показывает 0
Второй закон Ньютона для груза массой m, падающего с ускорением a:
Fупр+mg=ma
Третий закон Ньютона для груза и упругого металлического стержня:
Fупр=−P,
Fупр=P,
где P — вес груза, действующий на груз,
Fупр — сила упругости, действующая на стержень
Второй закон Ньютона для стенда, падающего с ускорением a:
Fупр+mg=ma
Второй закон Ньютона для упругого металлического стержня, когда стенд покоится:
Fупр+mg=0
Третий закон Ньютона для груза и упругого металлического стержня:
Fупр=−P,
Fупр=P,
где P — вес груза, действующий на стержень,
Fупр — сила упругости, действующая на груз
Сравнение формул — второго закона Ньютона для груза в состоянии, когда стенд покоится и падает с ускорением a — показывает: стержень остаётся в деформированном состоянии (Fупр=P=m(g−a)=0). Следовательно, цепь разомкнута, электрический ток в цепи отсутствует, и амперметр показывает 0
Второй закон Ньютона для груза, когда стенд покоится:
Fупр+mg=0