14 [2]. В вашем распоряжении бусинка и стеклянная 3-х литровая пустая банка. Поместите бусинку в банку и раскрутите так, чтобы она совершала вертикальные обороты. Определить с какой наименьшей скоростью может происходить движение бусинки в момент прохождения верхней точки, чтобы бусинка не отрывалась от внутренней стенки банки. Измерительное средство – линейка. Толщиной стенок банки пренебречь.

Решение:

По второму закону Ньютона тело, вращающееся по окружности, движется с ускорением, направленным к центру.

Зная, что  и в верхней точке , имеем .

Отсюда , где - диаметр банки.

15 [2]. В вашем распоряжении закрепленная на штативе резиновая нить, на конце которой привязан металлический брусок прямоугольных форм и сосуд с водой. Определите коэффициент жесткости резиновой нити. Измерительное средство – линейка.

Решение:

При равновесном состоянии системы в воздухе, сила упругости резины и сила тяжести груза равны, тогда имеем:

, (1)

где - масса груза;  - ускорение свободного падения; - коэффициент жесткости резины; - ее деформация.

Если брусок полностью погрузить в воду, то на него еще дополнительно будет действовать выталкивающая сила. Теперь справедливым будет уравнение:

, (2)

где - плотность воды; - объем бруска (объем вытесненной воды), - деформация резиновой нити.

Решая систему уравнений (1) и (2) относительно коэффициента жесткости, получим:

.

Расписывая объем бруска  через его размеры, получим конечную формулу для нахождения жесткости резиновой нити:

.

Параметры  определяются линейкой.

16 [2]. Монета находится на сиденье стула. Определить чему равен коэффициент трения между монетой и сиденьем стула. Измерительное средство – линейка.

Решение:

Наклонить стул так, чтобы монета равномерно заскользила вниз. Движение монеты равномерно при условии равенства сил.

.

Зная, что  и , имеем:

Окончательно получаем, что .

Величины  и  измеряются линейкой.

17 [2]. Твердое тело, погруженное в воду, плавает в цилиндрическом сосуде. Определить массу твердого тела. Измерительное средство – линейка.

Решение:

По условию плавания тел, вес тела равен архимедовой силе .

.

Отсюда получаем , (1), где - плотность воды, - объем воды, вытесненной телом.

, (2) где - площадь внутреннего сечения сосуда, - высота подъема воды, при погружении в нее твердого тела.

Площадь основания цилиндра равна , где - внутренний диаметр сосуда.

Решая совместно уравнения (1), (2), (3) получим:

.

Величины  и  измеряются линейкой.

18 [2]. В сосуде с водой плавает брусок прямоугольной формы. Определить плотность бруска. Измерительное средство – линейка.

Решение:

При равновесном состоянии, вес тела равен архимедовой силе

.

Следовательно , (1) где - масса бруска, - плотность воды, - часть бруска, погруженного в воду, - площадь основания бруска.

Плотность бруска определяется выражением

, (2) где - высота бруска.

Уравнение (1) подставим в уравнение (2), получим:

.

Осадку бруска  измерить линейкой по влажному следу от воды.

19 [2]. В вашем распоряжении шприц, заполненный водой. Произведите выстрел в горизонтальном направлении (удобнее с угла стола). Определить начальную скорость вылета водяной струи. Измерительное средство – линейка. Сопротивление воздуха не учитывать.

Решение:

После прекращения действия силы на поршень, вылетевшая порция воды движется равномерно в направлении выстрела (горизонтальном) и равноускоренно в вертикальном направлении под действием постоянной по величине и направленности силы тяжести. Время полета порции воды с высоты   на расстояние  равно времени падения с этой высоты.

Обоснованием этого утверждения служит второй закон Ньютона, который гласит, что ускорение тела зависит от силы, действующей на тело и от массы тела. Используя это утверждение, вычислим время вертикального падения воды из формулы пути свободно падающего тела.

, отсюда .

Расстояние, на которое улетают частички воды, определяются по формуле , где - начальная скорость вылета струи, - время полета частиц воды.

Таким образом .  и  определяются прямым измерением.