Номер 515, страница 97 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Решение:

Для определения содержимого каждого из трех ящиков, не вскрывая их, необходимо провести серию экспериментов, основанных на свойствах магнетизма. Предполагается, что предметы внутри (магнит, гвоздь, стержень) имеют вытянутую форму.

Весь процесс можно разделить на два этапа.

Этап 1: Идентификация ящика с алюминиевым стержнем.

Этот этап основан на том, что только магнит и стальной гвоздь (ферромагнетик) будут взаимодействовать (притягиваться) друг с другом. Алюминиевый стержень (парамагнетик) не будет проявлять заметного магнитного взаимодействия.

1. Пронумеруем ящики как №1, №2 и №3.

2. Поднесем ящик №1 к ящику №2. Если наблюдается притяжение, то в этих ящиках находятся магнит и стальной гвоздь. Следовательно, в ящике №3 — алюминиевый стержень.

3. Если ящики №1 и №2 не взаимодействуют, поднесем ящик №1 к ящику №3. Если они притягиваются, то в них находятся магнит и гвоздь, а в ящике №2 — алюминиевый стержень.

4. Если ящик №1 не взаимодействует ни с ящиком №2, ни с ящиком №3, то в ящике №1 находится алюминиевый стержень. В ящиках №2 и №3, соответственно, находятся магнит и гвоздь (можно проверить, поднеся их друг к другу, — они должны притянуться).

После этого этапа мы точно знаем, в каком ящике алюминиевый стержень, и у нас остается два ящика, в одном из которых магнит, а в другом — гвоздь.

Этап 2: Различие между магнитом и стальным гвоздем.

Этот этап основан на различии в структуре магнитного поля постоянного магнита и намагниченного гвоздя. У стержневого магнита поле максимально сильное у полюсов (на концах) и очень слабое посередине. Гвоздь же, не являясь постоянным магнитом, будет притягиваться к любой части магнита.

1. Обозначим два оставшихся ящика как A и Б.

2. Поднесем один из торцов ящика А к центру боковой стороны ящика Б. Оценим силу взаимодействия.

3. Возможны два исхода:

а) Если наблюдается сильное притяжение, значит, в ящике А находится магнит, а в ящике Б — стальной гвоздь. Полюс магнита (торец ящика А) будет сильно притягивать любую часть гвоздя.

б) Если притяжение очень слабое или отсутствует, значит, в ящике А находится стальной гвоздь, а в ящике Б — магнит. Это происходит потому, что гвоздь (ящик А) слабо притягивается к середине магнита (ящик Б), где его поле минимально. Для проверки можно поднести торец ящика А к торцу ящика Б — притяжение должно стать сильным.

Таким образом, выполнив последовательно эти два этапа, можно однозначно определить содержимое всех трех ящиков.

Ответ:

1. Сначала нужно попарно сближать ящики, чтобы найти пару, которая притягивается друг к другу. В этих ящиках находятся магнит и гвоздь, а в третьем, не проявившем взаимодействия, — алюминиевый стержень.

2. Затем, чтобы различить два взаимодействующих ящика, нужно поднести торец одного из них (условно А) к середине боковой стороны другого (условно Б). Если притяжение слабое, то в ящике А — гвоздь, а в Б — магнит. Если притяжение сильное, то в ящике А — магнит, а в Б — гвоздь.