Необходимо экспериментально изучить зависимость ускорения бруска, скользящего по шероховатой наклонной плоскости, от его массы (на всех представленных ниже рисунках m – масса бруска, α – угол наклона плоскости к горизонту, μ – коэффициент трения между бруском и плоскостью). Какие две установки следует использовать для проведения такого исследования?

Решение:

Для изучения зависимости ускорения бруска от его массы, необходимо провести эксперимент, в котором изменяется только масса бруска, а остальные параметры (угол наклона плоскости и коэффициент трения) остаются постоянными.

Рассмотрим предложенные установки:

• Установка 1: масса 2m, угол наклона α, коэффициент трения μ.
• Установка 2: масса m, угол наклона α, коэффициент трения 2μ.
• Установка 3: масса m, угол наклона α, коэффициент трения μ.
• Установка 4: масса 3m, угол наклона 2α, коэффициент трения μ.
• Установка 5: масса m, угол наклона 2α, коэффициент трения 2μ.

Чтобы изучить зависимость ускорения от массы, нам нужны две установки, у которых масса различна, а угол наклона и коэффициент трения одинаковы. Сравнивая установки, видим, что установки 1 (масса 2m, угол α, трение μ) и 3 (масса m, угол α, трение μ) удовлетворяют этим условиям. В установке 1 масса в 2 раза больше, чем в установке 3, а угол наклона и коэффициент трения одинаковы.

Ответ: Установки 1 и 3.