Візьміть кулю, яка є маленькою, і підв яжіть її до довгого і міцного шнура. Зачепіть гумовий шнур до того самого місця

Щоб розв"язати цю задачу, спочатку звернемо увагу на фізичні закони, які впливають на рух тіла при такій ситуації.

1. Жорсткість шнура: Жорсткість шнура визначає його здатність протистояти деформації. Чим жорсткіший шнур, тим меншим буде його випадкове розтягування під силами зовнішнього впливу.

2. Інерція кулі: Утримуючи шнур, куля буде знаходитися у стані спокою. Коли відпускаєте шнур, куля починає рухатися вверх під дією сили, наданої шнуром. У цьому руху куля має прискорення, яке залежить від сили, яку надає шнур, та маси кулі.

Тепер розглянемо формули і кроки для розв"язання задачі:

Крок 1: Визначення жорсткості шнура (k)
- Заміряємо початкову довжину шнура (L1), коли куля знаходиться на місці.
- Потягнемо шнур і заміряємо нову довжину (L2).
- Жорсткість шнура (k) можна визначити за формулою:
\[k = \frac{F}{\Delta L}\]
де F - сила, яку ви застосували для розтягування шнура, а \(\Delta L\) - збільшення довжини шнура (L2 - L1).

Крок 2: Розрахунок висоти підняття кулі (h)
- Розрахуємо прискорення кулі (a) за другим законом Ньютона:
\[F = ma\]
де F - сила, надана шнуром, а m - маса кулі.
- Використовуючи закон рівномірно прискореного руху, можемо знайти висоту підняття кулі (h):
\[h = \frac{v^2}{2g}\]
де v - початкова швидкість кулі у відпущеному стані, а g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,8 м/с²).

Крок 3: Порівняння результатів
- Порівняємо розраховану теоретичну висоту підняття кулі з виміряним експериментально значенням.
- Якщо розрахункове значення близьке до експериментального, це свідчить про правильність наших розрахунків.

Примітка: Для конкретних значень вихідних даних (маси кулі, сили розтягування шнура, початкової швидкості або експериментально виміряної висоти) можна зробити розрахунки та порівняння після виконання всіх кроків.

Обговорення результатів та їх порівняння допоможуть учневі краще зрозуміти фізичні закони, які впливають на цю задачу, та використання математичних формул для розв"язання практичних прикладів. Важливо також наголосити на необхідності проведення експерименту для перевірки теоретичних розрахунків.