Решение: Цепь при свободном падении
На вертикально расположенной доске закреплена электрическая схема, состоящая из источника тока, лампы и упругой стальной пластины $AB$. К одному концу пластины подвесили гирю, из-за чего пластина изогнулась и разомкнула цепь. Что будет наблюдаться в электрической цепи, когда доска начнёт свободно падать? Ответ поясните.
Решение по шагам
4 шагаПри неподвижной доске гиря действует на пластину через подвес и деформирует её, поэтому контакты разомкнуты.
$$T = mg$$После начала свободного падения доска и гиря движутся с одинаковым ускорением свободного падения. Относительное ускорение гири и доски равно нулю, поэтому гиря не натягивает пластину.
$$T = m(g - a) = 0 \quad \text{при} \quad a = g$$Из-за исчезновения деформирующей силы упругая пластина выпрямляется. Её конец касается контакта, цепь замыкается, и через лампу начинает идти ток.
Это согласуется с третьим законом Ньютона: взаимодействие гири и пластины исчезает в части, связанной с натяжением подвеса, поскольку в свободном падении опора не действует на гирю.
При свободном падении гиря становится невесомой относительно доски, пластина выпрямляется, цепь замыкается и лампа загорается.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Считать, что сила тяжести гири исчезает полностью.
Утверждать, что пластина продолжит изгибаться с прежней силой.
Забыть указать, что после выпрямления пластины цепь замыкается и лампа загорается.